Wiązkowe metody diagnostyki. diagnostyka radiologiczna (RTG, RTG tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny)
2.1. DIAGNOSTYKA RENTGENOWSKA
(RADIOLOGIA)
W prawie wszystkich placówkach medycznych szeroko stosowane są urządzenia do badań rentgenowskich. Instalacje rentgenowskie są proste, niezawodne, ekonomiczne. To właśnie te układy nadal służą jako podstawa do diagnozowania urazów szkieletu, chorób płuc, nerek i przewodu pokarmowego. Ponadto metoda rentgenowska odgrywa ważną rolę w wykonywaniu różnych interwencji interwencyjnych (zarówno diagnostycznych, jak i leczniczych).
2.1.1. Krótki opis promieniowania rentgenowskiego
Promienie rentgenowskie to fale elektromagnetyczne (strumień kwantów, fotonów), których energia znajduje się na skali energii między promieniowaniem ultrafioletowym a promieniowaniem gamma (ryc. 2-1). Fotony rentgenowskie mają energie od 100 eV do 250 keV, co odpowiada promieniowaniu o częstotliwości od 3×10 16 Hz do 6×10 19 Hz i długości fali 0,005–10 nm. Widma elektromagnetyczne promieniowania rentgenowskiego i gamma w dużym stopniu pokrywają się.
Ryż. 2-1.Skala promieniowania elektromagnetycznego
Główną różnicą między tymi dwoma rodzajami promieniowania jest sposób ich występowania. Promienie rentgenowskie uzyskuje się przy udziale elektronów (na przykład podczas zwalniania ich przepływu), a promienie gamma - przy radioaktywnym rozpadzie jąder niektórych pierwiastków.
Promieniowanie rentgenowskie może być generowane podczas zwalniania przyspieszonego strumienia naładowanych cząstek (tzw. bremsstrahlung) lub gdy zachodzą przemiany wysokoenergetyczne w powłokach elektronowych atomów (promieniowanie charakterystyczne). Urządzenia medyczne wykorzystują lampy rentgenowskie do generowania promieni rentgenowskich (Rysunek 2-2). Ich głównymi elementami są katoda i masywna anoda. Elektrony emitowane w wyniku różnicy potencjałów elektrycznych między anodą i katodą są przyspieszane, docierają do anody, po zderzeniu z materiałem, którego są hamowane. W rezultacie powstają promienie rentgenowskie bremsstrahlung. Podczas zderzenia elektronów z anodą zachodzi również drugi proces - elektrony są wybijane z powłok elektronowych atomów anody. Ich miejsca zajmują elektrony z innych powłok atomu. Podczas tego procesu generowany jest drugi rodzaj promieniowania rentgenowskiego - tzw. charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie, którego widmo w dużej mierze zależy od materiału anody. Anody są najczęściej wykonane z molibdenu lub wolframu. Istnieją specjalne urządzenia do ogniskowania i filtrowania promieni rentgenowskich w celu poprawy uzyskanych obrazów.
Ryż. 2-2.Schemat urządzenia z lampą rentgenowską:
1 - anoda; 2 - katoda; 3 - napięcie przyłożone do rury; 4 - Promieniowanie rentgenowskie
Właściwościami promieni rentgenowskich decydującymi o ich zastosowaniu w medycynie są zdolność przenikania, efekty fluorescencyjne i fotochemiczne. Zdolność przenikania promieni rentgenowskich oraz ich pochłanianie przez tkanki ciała ludzkiego i materiały sztuczne to najważniejsze właściwości, które decydują o ich zastosowaniu w diagnostyce radiacyjnej. Im krótsza długość fali, tym większa siła przenikania promieni rentgenowskich.
Istnieją „miękkie” promienie rentgenowskie o niskiej energii i częstotliwości promieniowania (odpowiednio o największej długości fali) oraz „twarde” promienie rentgenowskie o wysokiej energii fotonów i częstotliwości promieniowania, które mają krótką długość fali. Długość fali promieniowania rentgenowskiego (odpowiednio jego „twardość” i siła przenikania) zależy od wielkości napięcia przyłożonego do lampy rentgenowskiej. Im wyższe napięcie na lampie, tym większa prędkość i energia przepływu elektronów oraz krótsza długość fali promieniowania rentgenowskiego.
Podczas oddziaływania promieniowania rentgenowskiego przenikającego przez substancję zachodzą w niej zmiany jakościowe i ilościowe. Stopień absorpcji promieni rentgenowskich przez tkanki jest różny i zależy od gęstości i masy atomowej pierwiastków tworzących obiekt. Im większa gęstość i masa atomowa substancji, z której składa się badany obiekt (narząd), tym więcej promieniowania rentgenowskiego jest pochłaniane. Ciało ludzkie zawiera tkanki i narządy o różnej gęstości (płuca, kości, tkanki miękkie itp.), co tłumaczy różną absorpcję promieni rentgenowskich. Wizualizacja narządów i struktur wewnętrznych opiera się na sztucznej lub naturalnej różnicy w absorpcji promieni rentgenowskich przez różne narządy i tkanki.
Do rejestracji promieniowania, które przeszło przez ciało, wykorzystuje się jego zdolność do wywoływania fluorescencji niektórych związków oraz fotochemicznego oddziaływania na błonę. W tym celu stosuje się specjalne ekrany do fluoroskopii oraz klisze fotograficzne do radiografii. W nowoczesnych aparatach rentgenowskich do rejestracji osłabionego promieniowania stosowane są specjalne układy cyfrowych detektorów elektronicznych - cyfrowe panele elektroniczne. W tym przypadku metody rentgenowskie nazywane są cyfrowymi.
Ze względu na biologiczne działanie promieni rentgenowskich konieczna jest ochrona pacjentów podczas badania. To zostało osiągnięte
możliwie najkrótszy czas ekspozycji, zastąpienie fluoroskopii radiografią, ściśle uzasadnione stosowanie metod jonizujących, ochrona poprzez osłonięcie pacjenta i personelu przed narażeniem na promieniowanie.
2.1.2. Rentgen i fluoroskopia
Fluoroskopia i radiografia to główne metody badania rentgenowskiego. Do badania różnych narządów i tkanek stworzono szereg specjalnych urządzeń i metod (ryc. 2-3). Radiografia jest nadal bardzo szeroko stosowana w praktyce klinicznej. Fluoroskopia jest stosowana rzadziej ze względu na stosunkowo dużą ekspozycję na promieniowanie. Muszą uciekać się do fluoroskopii tam, gdzie radiografia lub niejonizujące metody uzyskiwania informacji są niewystarczające. W związku z rozwojem tomografii komputerowej zmniejszyła się rola klasycznej tomografii warstwowej. Technikę tomografii warstwowej stosuje się w badaniach płuc, nerek i kości tam, gdzie nie ma pracowni TK.
rentgenowskie (gr. zasięg- rozważ, obserwuj) - badanie, w którym obraz rentgenowski jest rzutowany na ekran fluorescencyjny (lub system detektorów cyfrowych). Metoda pozwala zarówno na statyczne, jak i dynamiczne badanie czynnościowe narządów (np. fluoroskopia żołądka, ruch przepony) oraz kontrolę zabiegów interwencyjnych (np. angiografia, stentowanie). Obecnie przy wykorzystaniu systemów cyfrowych obrazy uzyskuje się na ekranie monitorów komputerowych.
Do głównych wad fluoroskopii należy stosunkowo duża ekspozycja na promieniowanie oraz trudności w różnicowaniu „subtelnych” zmian.
rentgenowskie (gr. greapho- pisać, przedstawiać) - badanie, w którym uzyskuje się zdjęcie rentgenowskie obiektu, utrwalone na filmie (radiografia bezpośrednia) lub na specjalnych urządzeniach cyfrowych (radiografia cyfrowa).
Różne rodzaje radiografii (radiografia zwykła, radiografia celowana, radiografia kontaktowa, radiografia kontrastowa, mammografia, urografia, fistulografia, artrografia itp.) są stosowane w celu poprawy jakości i zwiększenia ilości badań diagnostycznych
Ryż. 2-3.Nowoczesna maszyna rentgenowska
informacji w każdej konkretnej sytuacji klinicznej. Na przykład radiografia kontaktowa jest stosowana do obrazowania stomatologicznego, a radiografia kontrastowa do urografii wydalniczej.
Techniki rentgenowskie i fluoroskopowe mogą być stosowane w pozycji pionowej lub poziomej ciała pacjenta w warunkach stacjonarnych lub na oddziale.
Konwencjonalna radiografia z wykorzystaniem kliszy rentgenowskiej lub radiografii cyfrowej pozostaje jedną z głównych i szeroko stosowanych metod badawczych. Wynika to z wysokiej opłacalności, prostoty i zawartości informacyjnej uzyskiwanych obrazów diagnostycznych.
Podczas fotografowania obiektu z ekranu fluorescencyjnego na kliszy (zwykle niewielkiego rozmiaru - kliszy o specjalnym formacie) uzyskuje się zdjęcia rentgenowskie, które są zwykle wykorzystywane do badań masowych. Ta technika nazywa się fluorografią. Obecnie stopniowo wychodzi z użycia ze względu na zastąpienie go radiografią cyfrową.
Wadą każdego rodzaju badania rentgenowskiego jest jego niska rozdzielczość w badaniu tkanek o niskim kontraście. Zastosowana w tym celu tomografia klasyczna nie dała pożądanego rezultatu. Aby przezwyciężyć tę wadę, stworzono CT.
2.2. DIAGNOSTYKA USG (SONOGRAFIA, USG)
Diagnostyka ultrasonograficzna (sonografia, ultrasonografia) jest metodą diagnostyki radiologicznej polegającą na uzyskiwaniu obrazów narządów wewnętrznych za pomocą fal ultradźwiękowych.
Ultradźwięki są szeroko stosowane w diagnostyce. W ciągu ostatnich 50 lat metoda stała się jedną z najpowszechniejszych i najważniejszych, zapewniając szybką, dokładną i bezpieczną diagnostykę wielu schorzeń.
Ultradźwięki nazywane są falami dźwiękowymi o częstotliwości większej niż 20 000 Hz. Jest to forma energii mechanicznej, która ma naturę falową. Fale ultradźwiękowe rozchodzą się w ośrodkach biologicznych. Prędkość propagacji fali ultradźwiękowej w tkankach jest stała i wynosi 1540 m/s. Obraz uzyskuje się analizując sygnał odbity od granicy dwóch ośrodków (sygnał echa). W medycynie najczęściej wykorzystuje się częstotliwości z zakresu 2-10 MHz.
Ultradźwięki generowane są przez specjalny przetwornik z kryształem piezoelektrycznym. Krótkie impulsy elektryczne powodują mechaniczne oscylacje kryształu, w wyniku czego powstaje promieniowanie ultradźwiękowe. Częstotliwość ultradźwięków jest określona przez częstotliwość rezonansową kryształu. Odbite sygnały są rejestrowane, analizowane i wyświetlane wizualnie na ekranie urządzenia, tworząc obrazy badanych struktur. Dzięki temu czujnik pracuje kolejno jako emiter, a następnie jako odbiornik fal ultradźwiękowych. Zasada działania systemu ultradźwiękowego została przedstawiona na rys. 2-4.
Ryż. 2-4.Zasada działania systemu ultradźwiękowego
Im większa impedancja akustyczna, tym większe odbicie ultradźwięków. Powietrze nie przewodzi fal dźwiękowych, dlatego w celu poprawy penetracji sygnału na granicy powietrze/skóra na czujnik nakładany jest specjalny żel ultradźwiękowy. Eliminuje to szczelinę powietrzną między skórą pacjenta a czujnikiem. Silne artefakty w badaniu mogą powstawać ze struktur zawierających powietrze lub wapń (pola płucne, pętle jelitowe, kości i zwapnienia). Na przykład podczas badania serca to ostatnie może być prawie całkowicie pokryte tkankami odbijającymi lub nie przewodzącymi ultradźwięków (płuca, kości). W takim przypadku badanie narządu jest możliwe tylko przez małe obszary na
powierzchnia ciała, na której badany narząd styka się z tkankami miękkimi. Obszar ten nazywany jest ultradźwiękowym „oknem”. Przy słabym „oknie” ultrasonograficznym badanie może być niemożliwe lub mało pouczające.
Nowoczesne ultrasonografy to złożone urządzenia cyfrowe. Używają czujników czasu rzeczywistego. Obrazy są dynamiczne, można na nich obserwować tak szybkie procesy jak oddychanie, skurcze serca, pulsowanie naczyń, ruch zastawek, perystaltykę, ruchy płodu. Położenie czujnika podłączonego do urządzenia ultradźwiękowego za pomocą elastycznego przewodu można zmieniać w dowolnej płaszczyźnie i pod dowolnym kątem. Analogowy sygnał elektryczny generowany w czujniku jest przetwarzany na postać cyfrową i tworzony jest obraz cyfrowy.
Bardzo ważna w USG jest technika Dopplera. Doppler opisał fizyczny efekt polegający na tym, że częstotliwość dźwięku generowanego przez poruszający się obiekt zmienia się, gdy jest on odbierany przez nieruchomy odbiornik, w zależności od prędkości, kierunku i charakteru ruchu. Metoda Dopplera służy do pomiaru i wizualizacji prędkości, kierunku i charakteru ruchu krwi w naczyniach i komorach serca, a także ruchu wszelkich innych płynów.
W badaniu dopplerowskim naczyń krwionośnych przez badany obszar przechodzi fala ciągła lub pulsacyjne promieniowanie ultradźwiękowe. Kiedy wiązka ultradźwięków przechodzi przez naczynie lub komorę serca, ultradźwięki są częściowo odbijane przez czerwone krwinki. Na przykład częstotliwość odbitego sygnału echa od krwi poruszającej się w kierunku czujnika będzie wyższa niż pierwotna częstotliwość fal emitowanych przez czujnik. I odwrotnie, częstotliwość odbitego echa od krwi oddalającej się od przetwornika będzie niższa. Różnica między częstotliwością odbieranego sygnału echa a częstotliwością ultradźwięków generowanych przez przetwornik nazywana jest przesunięciem Dopplera. To przesunięcie częstotliwości jest proporcjonalne do prędkości przepływu krwi. Urządzenie ultradźwiękowe automatycznie przekształca przesunięcie Dopplera na względną prędkość przepływu krwi.
Badania łączące ultrasonografię 2D w czasie rzeczywistym i pulsacyjny Doppler nazywane są badaniami dupleksowymi. W badaniu dupleksowym kierunek wiązki Dopplera jest nakładany na dwuwymiarowy obraz w trybie B.
Współczesny rozwój techniki badania dupleksowego doprowadził do powstania techniki kolorowego mapowania przepływu krwi metodą Dopplera. W objętości kontrolnej barwiony przepływ krwi jest nakładany na obraz 2D. W tym przypadku krew jest wyświetlana w kolorze, a nieruchome tkanki - w skali szarości. Kiedy krew porusza się w kierunku czujnika, używane są kolory czerwono-żółte, gdy oddalają się od czujnika, używane są kolory niebiesko-niebieskie. Taki kolorowy obraz nie zawiera dodatkowych informacji, ale daje dobrą wizualną reprezentację natury ruchu krwi.
W większości przypadków do badania ultrasonograficznego wystarczające jest zastosowanie sensorów do badania przezskórnego. Jednak w niektórych przypadkach konieczne jest zbliżenie czujnika do obiektu. Na przykład u dużych pacjentów do badania serca stosuje się czujniki umieszczane w przełyku (echokardiografia przezprzełykowa), w innych przypadkach czujniki doodbytnicze lub dopochwowe w celu uzyskania wysokiej jakości obrazów. Podczas pracy uciekaj się do korzystania z czujników operacyjnych.
W ostatnich latach coraz częściej stosuje się ultrasonografię 3D. Asortyment systemów ultrasonograficznych jest bardzo szeroki – są to urządzenia przenośne, aparaty do ultrasonografii śródoperacyjnej oraz systemy ultrasonograficzne klasy eksperckiej (ryc. 2-5).
We współczesnej praktyce klinicznej metoda badania ultrasonograficznego (sonografia) jest niezwykle rozpowszechniona. Wyjaśnia to fakt, że przy stosowaniu metody nie ma promieniowania jonizującego, możliwe jest przeprowadzanie testów funkcjonalnych i obciążeniowych, metoda jest pouczająca i stosunkowo niedroga, urządzenia są kompaktowe i łatwe w użyciu.
Ryż. 2-5.Nowoczesny aparat USG
Metoda ultrasonograficzna ma jednak swoje ograniczenia. Należą do nich duża częstotliwość występowania artefaktów na obrazie, mała głębokość penetracji sygnału, małe pole widzenia oraz duża zależność interpretacji wyników od operatora.
Wraz z rozwojem aparatury ultrasonograficznej zwiększa się zawartość informacyjna tej metody.
2.3. TOMOGRAFIA KOMPUTEROWA (CT)
CT jest metodą badania rentgenowskiego polegającą na uzyskiwaniu obrazów warstwa po warstwie w płaszczyźnie poprzecznej i ich komputerowej rekonstrukcji.
Rozwój tomografii komputerowej to kolejny rewolucyjny krok w diagnostyce obrazowej od czasu odkrycia promieni rentgenowskich. Wynika to nie tylko z uniwersalności i niezrównanej rozdzielczości metody w badaniu całego ciała, ale także z nowych algorytmów obrazowania. Obecnie wszystkie urządzenia do obrazowania wykorzystują w jakimś stopniu techniki i metody matematyczne, które były podstawą tomografii komputerowej.
Tomografia komputerowa nie ma bezwzględnych przeciwwskazań do jej stosowania (poza ograniczeniami związanymi z promieniowaniem jonizującym) i może być stosowana w diagnostyce doraźnej, przesiewowej, a także jako metoda wyjaśniająca rozpoznanie.
Główny wkład w powstanie tomografii komputerowej wniósł brytyjski naukowiec Godfrey Hounsfield pod koniec lat 60. XX wiek.
Początkowo tomografy komputerowe podzielono na generacje w zależności od tego, w jaki sposób zorganizowano układ lampa rentgenowska-detektory. Pomimo wielu różnic w budowie, wszystkie nazywano tomografami „krokowymi”. Wynikało to z faktu, że po każdym cięciu poprzecznym tomograf zatrzymywał się, stół z pacjentem wykonywał „krok” kilkumilimetrowy, a następnie wykonywano kolejne cięcie.
W 1989 roku pojawiła się spiralna tomografia komputerowa (SCT). W przypadku SCT lampa rentgenowska z detektorami nieustannie obraca się wokół poruszającego się w sposób ciągły stołu z pacjentami.
tom. Pozwala to nie tylko skrócić czas badania, ale także uniknąć ograniczeń techniki „krok po kroku” – pomijania obszarów podczas badania z powodu różnej głębokości wstrzymywania oddechu przez pacjenta. Nowe oprogramowanie dodatkowo umożliwiło zmianę szerokości wycinka oraz algorytmu odtwarzania obrazu po zakończeniu badania. Umożliwiło to uzyskanie nowych informacji diagnostycznych bez ponownego badania.
Od tego czasu tomografia komputerowa stała się wystandaryzowana i powszechna. Udało się zsynchronizować wstrzyknięcie środka kontrastowego z początkiem ruchu stołu podczas SCT, co doprowadziło do powstania angiografii TK.
W 1998 roku pojawiła się wielorzędowa tomografia komputerowa (MSCT). Systemy powstały nie z jednym (jak w SCT), a z 4 rzędami detektorów cyfrowych. Od 2002 roku zaczęto stosować tomografy z 16 rzędami elementów cyfrowych w detektorze, a od 2003 roku liczba rzędów elementów osiągnęła 64. W 2007 roku pojawił się MSCT z 256 i 320 rzędami elementów detekcyjnych.
Na takich tomografach możliwe jest uzyskanie setek i tysięcy tomogramów w zaledwie kilka sekund przy grubości każdego plastra 0,5-0,6 mm. Takie ulepszenie techniczne umożliwiło przeprowadzenie badania nawet u pacjentów podłączonych do aparatu do sztucznego oddychania. Oprócz przyspieszenia badania i poprawy jego jakości rozwiązano tak złożony problem jak wizualizacja naczyń wieńcowych i jam serca za pomocą tomografii komputerowej. Stało się możliwe badanie naczyń wieńcowych, objętości jam i funkcji serca oraz perfuzji mięśnia sercowego w jednym 5-20-sekundowym badaniu.
Schemat ideowy urządzenia CT pokazano na ryc. 2-6, a wygląd - na ryc. 2-7.
Do głównych zalet współczesnej tomografii komputerowej należą: szybkość uzyskiwania obrazów, warstwowość (tomograficzny) charakter obrazów, możliwość uzyskiwania przekrojów o dowolnej orientacji, wysoka rozdzielczość przestrzenna i czasowa.
Wadami tomografii komputerowej są stosunkowo duża (w porównaniu z radiografią) ekspozycja na promieniowanie, możliwość pojawienia się artefaktów z gęstych struktur, ruchów oraz stosunkowo niska rozdzielczość kontrastu tkanek miękkich.
Ryż. 2-6.Schemat urządzenia MSCT
Ryż. 2-7.Nowoczesny 64-spiralny tomograf komputerowy
2.4. REZONANS MAGNETYCZNY
TOMOGRAFIA (MRI)
Rezonans magnetyczny (MRI) jest metodą diagnostyki radiacyjnej polegającą na uzyskiwaniu warstwowych i wolumetrycznych obrazów narządów i tkanek o dowolnej orientacji z wykorzystaniem zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Pierwsze prace nad uzyskiwaniem obrazów za pomocą NMR pojawiły się w latach 70-tych. ostatni wiek. Do tej pory ta metoda obrazowania medycznego zmieniła się nie do poznania i nadal ewoluuje. Udoskonalany jest sprzęt i oprogramowanie, udoskonalane są metody uzyskiwania obrazów. Wcześniej zakres zastosowania MRI ograniczał się jedynie do badania ośrodkowego układu nerwowego. Obecnie metoda jest z powodzeniem stosowana w innych dziedzinach medycyny, w tym w badaniach naczyń krwionośnych i serca.
Po włączeniu NMR do szeregu metod diagnostyki radiacyjnej przymiotnik „jądrowy” nie był już używany, aby nie wywoływać skojarzeń u pacjentów z bronią jądrową lub energią jądrową. Dlatego termin „obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego” (MRI) jest dziś oficjalnie używany.
NMR jest zjawiskiem fizycznym opartym na właściwościach niektórych jąder atomowych umieszczonych w polu magnetycznym w celu pochłaniania energii zewnętrznej w zakresie częstotliwości radiowych (RF) i emitowania jej po ustaniu ekspozycji na impuls o częstotliwości radiowej. Siła stałego pola magnetycznego i częstotliwość impulsu o częstotliwości radiowej ściśle ze sobą korespondują.
Ważne do zastosowania w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego są jądra 1H, 13C, 19F, 23Na i 31P. Wszystkie mają właściwości magnetyczne, co odróżnia je od izotopów niemagnetycznych. Protonów wodoru (1H) jest najwięcej w organizmie. Dlatego w przypadku MRI wykorzystywany jest sygnał z jąder wodoru (protonów).
Jądra wodoru można traktować jako małe magnesy (dipole) z dwoma biegunami. Każdy proton obraca się wokół własnej osi i ma mały moment magnetyczny (wektor magnesowania). Obrotowe momenty magnetyczne jąder nazywane są spinami. Kiedy takie jądra zostaną umieszczone w zewnętrznym polu magnetycznym, mogą absorbować fale elektromagnetyczne o określonych częstotliwościach. Zjawisko to zależy od rodzaju jąder, siły pola magnetycznego oraz fizycznego i chemicznego środowiska jąder. W tym samym czasie zachowanie
jądro można porównać do bączka. Pod działaniem pola magnetycznego obracające się jądro wykonuje złożony ruch. Jądro obraca się wokół własnej osi, a sama oś obrotu wykonuje stożkowate ruchy okrężne (precesje), odchylające się od kierunku pionowego.
W zewnętrznym polu magnetycznym jądra mogą znajdować się w stabilnym stanie energetycznym lub w stanie wzbudzonym. Różnica energii między tymi dwoma stanami jest tak mała, że liczba jąder na każdym z tych poziomów jest prawie identyczna. Dlatego wynikowy sygnał NMR, który zależy właśnie od różnicy w populacjach tych dwóch poziomów o protony, będzie bardzo słaby. Aby wykryć to makroskopowe namagnesowanie, konieczne jest odchylenie jego wektora od osi stałego pola magnetycznego. Osiąga się to za pomocą impulsu zewnętrznego promieniowania o częstotliwości radiowej (elektromagnetycznego). Gdy układ powraca do stanu równowagi, emitowana jest pochłonięta energia (sygnał MR). Sygnał ten jest rejestrowany i wykorzystywany do tworzenia obrazów MR.
Specjalne (gradientowe) cewki umieszczone wewnątrz magnesu głównego wytwarzają niewielkie dodatkowe pola magnetyczne w taki sposób, że natężenie pola rośnie liniowo w jednym kierunku. Dzięki transmisji impulsów o częstotliwości radiowej o zadanym wąskim zakresie częstotliwości możliwy jest odbiór sygnałów MR tylko z wybranej warstwy tkanki. Orientację gradientów pola magnetycznego i odpowiednio kierunek przekrojów można łatwo ustawić w dowolnym kierunku. Sygnały odbierane z każdego wolumetrycznego elementu obrazu (woksela) mają swój własny, niepowtarzalny, rozpoznawalny kod. Ten kod to częstotliwość i faza sygnału. Na podstawie tych danych można zbudować dwu- lub trójwymiarowe obrazy.
Aby uzyskać sygnał rezonansu magnetycznego, stosuje się kombinacje impulsów o częstotliwości radiowej o różnym czasie trwania i kształcie. Łącząc różne impulsy, powstają tak zwane sekwencje impulsów, które służą do uzyskiwania obrazów. Specjalne sekwencje tętna obejmują hydrografię MR, mielografię MR, cholangiografię MR i angiografię MR.
Tkanki z dużymi całkowitymi wektorami magnetycznymi będą indukować silny sygnał (wyglądają na jasne), a tkanki z małymi
wektory magnetyczne - słaby sygnał (wygląda na ciemny). Obszary anatomiczne z niewielką liczbą protonów (np. powietrze lub zwarta kość) indukują bardzo słaby sygnał MR i dlatego na obrazie zawsze są ciemne. Woda i inne płyny mają silny sygnał i wydają się jasne na obrazie z różną intensywnością. Obrazy tkanek miękkich mają również różne intensywności sygnału. Wynika to z faktu, że oprócz gęstości protonów o charakterze natężenia sygnału w MRI decydują również inne parametry. Należą do nich: czas relaksacji spinowo-sieciowej (podłużnej) (T1), relaksacji spinowo-spinowej (poprzecznej) (T2), ruch czy dyfuzja badanego ośrodka.
Czas relaksacji tkanek – T1 i T2 – jest stały. W MRI stosuje się pojęcia „obraz T1-zależny”, „obraz T2-zależny”, „obraz ważony protonami”, wskazując, że różnice między obrazami tkanek wynikają głównie z dominującego działania jednego z tych czynników.
Dostosowując parametry sekwencji impulsów, radiolog lub lekarz może wpływać na kontrast obrazów bez uciekania się do środków kontrastowych. Dlatego w obrazowaniu MR istnieje znacznie więcej możliwości zmiany kontrastu w obrazach niż w radiografii, tomografii komputerowej czy USG. Jednak wprowadzenie specjalnych środków kontrastowych może jeszcze bardziej zmienić kontrast między tkankami prawidłowymi i patologicznymi oraz poprawić jakość obrazowania.
Schemat ideowy urządzenia systemu MR oraz wygląd urządzenia pokazano na ryc. 2-8
i 2-9.
Zazwyczaj skanery MR są klasyfikowane według siły pola magnetycznego. Siła pola magnetycznego jest mierzona w teslach (T) lub gausach (1T = 10 000 gausów). Siła ziemskiego pola magnetycznego waha się od 0,7 gausa na biegunie do 0,3 gausa na równiku. dla cli-
Ryż. 2-8.Schemat urządzenia MRI
Ryż. 2-9.Nowoczesny system MRI o polu 1,5 Tesli
Magnetyczny rezonans magnetyczny wykorzystuje magnesy o polach w zakresie od 0,2 do 3 tesli. Obecnie do diagnostyki najczęściej wykorzystywane są systemy MR o polu 1,5 i 3 T. Takie systemy stanowią do 70% światowej floty sprzętu. Nie ma liniowej zależności między natężeniem pola a jakością obrazu. Jednak urządzenia o takim natężeniu pola dają lepszą jakość obrazu i mają większą liczbę programów wykorzystywanych w praktyce klinicznej.
Głównym obszarem zastosowań MRI był mózg, a następnie rdzeń kręgowy. Tomogramy mózgu pozwalają uzyskać świetny obraz wszystkich struktur mózgu bez uciekania się do dodatkowego zastrzyku kontrastu. Dzięki technicznym możliwościom metody uzyskiwania obrazu we wszystkich płaszczyznach, rezonans magnetyczny zrewolucjonizował badania rdzenia kręgowego i krążków międzykręgowych.
Obecnie rezonans magnetyczny jest coraz częściej wykorzystywany do badania stawów, narządów miednicy, gruczołów sutkowych, serca i naczyń krwionośnych. W tym celu opracowano dodatkowe specjalne cewki i matematyczne metody obrazowania.
Specjalna technika pozwala rejestrować obrazy serca w różnych fazach cyklu pracy serca. Jeśli badanie jest przeprowadzane z
synchronizacji z EKG można uzyskać obrazy funkcjonującego serca. To badanie nazywa się cine-MRI.
Spektroskopia rezonansu magnetycznego (MRS) jest nieinwazyjną metodą diagnostyczną, która pozwala jakościowo i ilościowo określić skład chemiczny narządów i tkanek za pomocą magnetycznego rezonansu jądrowego oraz zjawiska przesunięcia chemicznego.
Spektroskopię MR wykonuje się najczęściej w celu uzyskania sygnałów z jąder fosforu i wodoru (protonów). Jednak ze względu na trudności techniczne i czas trwania nadal jest rzadko stosowana w praktyce klinicznej. Nie należy zapominać, że coraz częstsze stosowanie MRI wymaga szczególnej uwagi na kwestie bezpieczeństwa pacjentów. Podczas badania za pomocą spektroskopii MR pacjent nie jest narażony na promieniowanie jonizujące, ale oddziałuje na niego promieniowanie elektromagnetyczne i o częstotliwości radiowej. Przedmioty metalowe (kule, odłamki, duże implanty) oraz wszelkie urządzenia elektromechaniczne (np. rozrusznik serca) znajdujące się w ciele osoby badanej mogą zaszkodzić pacjentowi w wyniku przemieszczenia lub zakłócenia (przerwania) normalnej pracy.
Wielu pacjentów odczuwa lęk przed zamkniętymi przestrzeniami – klaustrofobię, co prowadzi do niemożności wykonania badania. Dlatego wszyscy pacjenci powinni być poinformowani o możliwych niepożądanych konsekwencjach badania i charakterze zabiegu, a lekarze prowadzący i radiologowie muszą przed badaniem przesłuchać pacjenta pod kątem obecności ww. obiektów, urazów i operacji. Przed badaniem pacjent musi całkowicie przebrać się w specjalny kombinezon, aby metalowe przedmioty nie dostały się do kanału magnesu z kieszeni odzieży.
Ważna jest znajomość względnych i bezwzględnych przeciwwskazań do badania.
Bezwzględnymi przeciwwskazaniami do badania są stany, w których jego przeprowadzenie stwarza dla pacjenta sytuację zagrożenia życia. Ta kategoria obejmuje wszystkich pacjentów z obecnością w ciele urządzeń elektromechanicznych (rozruszników serca) oraz pacjentów z obecnością metalowych klipsów na tętnicach mózgu. Względne przeciwwskazania do badania obejmują warunki, które mogą stwarzać pewne zagrożenia i trudności podczas MRI, ale w większości przypadków jest to nadal możliwe. Te przeciwwskazania są
obecność klamer hemostatycznych, zacisków i klipsów innej lokalizacji, dekompensacja niewydolności serca, pierwszy trymestr ciąży, klaustrofobia i konieczność monitorowania fizjologicznego. W takich przypadkach decyzja o możliwości MRI jest podejmowana w każdym indywidualnym przypadku na podstawie stosunku wielkości możliwego ryzyka do oczekiwanej korzyści z badania.
Większość drobnych przedmiotów metalowych (sztuczne zęby, szwy chirurgiczne, niektóre rodzaje sztucznych zastawek serca, stenty) nie stanowi przeciwwskazania do badania. Klaustrofobia jest przeszkodą w badaniu w 1-4% przypadków.
Podobnie jak inne metody obrazowania, rezonans magnetyczny nie jest pozbawiony wad.
Istotnymi wadami rezonansu magnetycznego są stosunkowo długi czas badania, brak możliwości dokładnego wykrycia drobnych kamieni i zwapnień, złożoność sprzętu i jego obsługi oraz specjalne wymagania dotyczące instalacji urządzeń (ochrona przed zakłóceniami). MRI utrudnia badanie pacjentów, którzy potrzebują sprzętu do utrzymania ich przy życiu.
2.5. DIAGNOSTYKA RADIONUKLIDÓW
Diagnostyka radionuklidowa lub medycyna nuklearna to metoda diagnostyki radiacyjnej polegająca na rejestracji promieniowania pochodzącego od sztucznych substancji promieniotwórczych wprowadzanych do organizmu.
Do diagnostyki radionuklidów wykorzystuje się szeroką gamę związków znakowanych (radiofarmaceutyki (RP)) oraz metody ich rejestracji za pomocą specjalnych czujników scyntylacyjnych. Energia pochłoniętego promieniowania jonizującego wzbudza błyski światła widzialnego w krysztale czujnika, z których każdy jest wzmacniany przez fotopowielacze i przekształcany w impuls prądu.
Analiza siły sygnału pozwala określić intensywność i położenie w przestrzeni każdej scyntylacji. Dane te służą do rekonstrukcji dwuwymiarowego obrazu dystrybucji radiofarmaceutyków. Obraz może być prezentowany bezpośrednio na ekranie monitora, na zdjęciu, filmie wieloformatowym lub zapisany na nośniku komputerowym.
Istnieje kilka grup urządzeń radiodiagnostycznych w zależności od metody i rodzaju rejestracji promieniowania:
Radiometry - urządzenia do pomiaru radioaktywności całego ciała;
Radiografy - urządzenia do rejestracji dynamiki zmian promieniotwórczości;
Skanery - systemy do rejestracji przestrzennego rozmieszczenia radiofarmaceutyków;
Kamery gamma są urządzeniami do statycznej i dynamicznej rejestracji objętościowego rozkładu radioaktywnego znacznika.
W nowoczesnych klinikach większość urządzeń do diagnostyki radionuklidów to różnego typu kamery gamma.
Współczesne kamery gamma to kompleks składający się z 1-2 układów detektorów o dużej średnicy, stołu do pozycjonowania pacjenta oraz komputerowego systemu akwizycji i przetwarzania obrazu (ryc. 2-10).
Kolejnym krokiem w rozwoju diagnostyki radionuklidów było stworzenie rotacyjnej kamery gamma. Za pomocą tych urządzeń można było zastosować metodę warstwowego badania rozkładu izotopów w ciele - emisyjną tomografię komputerową pojedynczego fotonu (SPECT).
Ryż. 2-10.Schemat urządzenia z kamerą gamma
Do SPECT stosuje się obrotowe kamery gamma z jednym, dwoma lub trzema detektorami. Układy mechaniczne tomografów pozwalają na obracanie detektorów wokół ciała pacjenta po różnych orbitach.
Rozdzielczość przestrzenna współczesnego SPECT wynosi około 5-8 mm. Drugim warunkiem wykonania badania radioizotopowego, oprócz dostępności specjalistycznej aparatury, jest zastosowanie specjalnych wskaźników radioaktywnych – radiofarmaceutyków (RP), które wprowadza się do organizmu pacjenta.
Radiofarmaceutyk to radioaktywny związek chemiczny o znanych właściwościach farmakologicznych i farmakokinetycznych. Stosowanym w diagnostyce medycznej radiofarmaceutykom stawiane są dość surowe wymagania: powinowactwo do narządów i tkanek, łatwość przygotowania, krótki okres półtrwania, optymalna energia promieniowania gamma (100-300 kEv) oraz niska radiotoksyczność przy stosunkowo wysokich dopuszczalnych dawkach. Idealny radiofarmaceutyk powinien docierać tylko do narządów lub ognisk patologicznych przeznaczonych do badania.
Zrozumienie mechanizmów lokalizacji radiofarmaceutyków jest podstawą właściwej interpretacji badań radionuklidów.
Stosowanie nowoczesnych izotopów promieniotwórczych w praktyce diagnostyki medycznej jest bezpieczne i nieszkodliwe. Ilość substancji czynnej (izotopu) jest tak mała, że po podaniu do organizmu nie wywołuje efektów fizjologicznych ani reakcji alergicznych. W medycynie nuklearnej stosuje się radiofarmaceutyki emitujące promieniowanie gamma. Źródła cząstek alfa (jądra helu) i beta (elektrony) obecnie nie są wykorzystywane w diagnostyce ze względu na dużą absorpcję tkanek i dużą ekspozycję na promieniowanie.
Najczęściej stosowanym w praktyce klinicznej jest izotop technetu-99t (okres półtrwania – 6 godzin). Ten sztuczny radionuklid uzyskuje się bezpośrednio przed badaniem ze specjalnych urządzeń (generatorów).
Obraz radiodiagnostyczny, niezależnie od jego rodzaju (statyczny lub dynamiczny, płaski lub tomograficzny), zawsze odzwierciedla specyficzną funkcję badanego narządu. W rzeczywistości jest to pokaz funkcjonującej tkanki. To właśnie w aspekcie funkcjonalnym leży fundamentalna cecha odróżniająca diagnostykę radionuklidów od innych metod obrazowania.
RFP jest zwykle podawany dożylnie. W przypadku badań wentylacji płuc lek podaje się wziewnie.
Jedną z nowych technik tomografii radioizotopowej w medycynie nuklearnej jest pozytonowa tomografia emisyjna (PET).
Metoda PET opiera się na właściwości niektórych krótkożyciowych radionuklidów do emitowania pozytonów podczas rozpadu. Pozyton to cząstka o masie równej elektronowi, ale posiadająca ładunek dodatni. Pozyton, który przeleciał w substancji o średnicy 1-3 mm i utracił energię kinetyczną otrzymaną w momencie powstania w zderzeniach z atomami, anihiluje, tworząc dwa kwanty gamma (fotony) o energii 511 keV. Te kwanty rozpraszają się w przeciwnych kierunkach. Zatem punkt rozpadu leży na linii prostej - trajektorii dwóch anihilowanych fotonów. Dwa detektory umieszczone naprzeciw siebie rejestrują połączone fotony anihilacji (ryc. 2-11).
PET umożliwia ilościowe określenie stężenia radionuklidów i daje większe możliwości badania procesów metabolicznych niż scyntygrafia wykonywana za pomocą gammakamer.
W przypadku PET stosuje się izotopy pierwiastków, takich jak węgiel, tlen, azot i fluor. Radiofarmaceutyki znakowane tymi pierwiastkami są naturalnymi metabolitami organizmu i biorą udział w metabolizmie
Ryż. 2-11.Schemat urządzenia PET
Substancje. Dzięki temu możliwe jest badanie procesów zachodzących na poziomie komórkowym. Z tego punktu widzenia PET jest jedyną (poza spektroskopią MR) metodą oceny procesów metabolicznych i biochemicznych in vivo.
Wszystkie stosowane w medycynie radionuklidy pozytonowe są ultrakrótkożyciowe – ich okres półtrwania liczony jest w minutach lub sekundach. Wyjątkiem są fluor-18 i rubid-82. W tym zakresie najczęściej stosowana jest dezoksyglukoza znakowana fluorem-18 (fluorodeoksyglukoza – FDG).
Pomimo faktu, że pierwsze systemy PET pojawiły się w połowie XX wieku, ich zastosowanie kliniczne jest utrudnione ze względu na pewne ograniczenia. Są to trudności techniczne, które pojawiają się przy instalowaniu w klinikach akceleratorów do produkcji izotopów krótkotrwałych, ich wysoki koszt oraz trudność w interpretacji wyników. Jedno z ograniczeń – słaba rozdzielczość przestrzenna – zostało przezwyciężone przez połączenie systemu PET z MSCT, co jednak czyni system jeszcze droższym (ryc. 2-12). W tym zakresie badania PET wykonuje się według ścisłych wskazań, gdy inne metody są nieskuteczne.
Główne zalety metody radionuklidowej to wysoka czułość na różnego rodzaju procesy patologiczne, możliwość oceny metabolizmu i żywotności tkanek.
Do ogólnych wad metod radioizotopowych należy niska rozdzielczość przestrzenna. Stosowanie preparatów radioaktywnych w praktyce medycznej wiąże się z trudnościami w ich transporcie, przechowywaniu, pakowaniu i podawaniu pacjentom.
Ryż. 2-12.Nowoczesny system PET-CT
Organizacja laboratoriów radioizotopowych (zwłaszcza dla PET) wymaga specjalnych urządzeń, zabezpieczeń, alarmów i innych środków ostrożności.
2.6. ANGIOGRAFIA
Angiografia jest metodą rentgenowską polegającą na bezpośrednim wstrzyknięciu środka kontrastowego do naczyń w celu ich zbadania.
Angiografia dzieli się na arteriografię, flebografię i limfografię. Ta ostatnia, ze względu na rozwój metod ultrasonograficznych, CT i MRI, obecnie praktycznie nie jest stosowana.
Angiografia wykonywana jest w specjalistycznych pracowniach rentgenowskich. Sale te spełniają wszystkie wymagania stawiane salom operacyjnym. Do angiografii stosuje się specjalistyczne aparaty rentgenowskie (jednostki angiograficzne) (ryc. 2-13).
Wprowadzenie środka kontrastowego do łożyska naczyniowego odbywa się poprzez wstrzyknięcie strzykawką lub (częściej) specjalnym automatycznym wstrzykiwaczem po nakłuciu naczyniowym.
Ryż. 2-13.Nowoczesna jednostka angiograficzna
Główną metodą cewnikowania naczyń jest metoda Seldingera. Aby wykonać angiografię, pewną ilość środka kontrastowego wstrzykuje się do naczynia przez cewnik i filmuje się przejście leku przez naczynia.
Odmianą angiografii jest angiografia wieńcowa (CAG) - technika badania naczyń wieńcowych i komór serca. Jest to złożona technika badawcza, która wymaga specjalnego przeszkolenia radiologa i zaawansowanej aparatury.
Obecnie coraz rzadziej stosuje się angiografię diagnostyczną naczyń obwodowych (np. aortografia, angiopulmonografia). W obecności nowoczesnych aparatów USG w klinikach diagnostyka CT i MRI procesów patologicznych w naczyniach coraz częściej prowadzona jest przy użyciu technik małoinwazyjnych (angiografia CT) lub nieinwazyjnych (USG i MRI). Z kolei przy angiografii coraz częściej wykonuje się małoinwazyjne zabiegi chirurgiczne (rekanalizacja łożyska naczyniowego, angioplastyka balonowa, stentowanie). Tak więc rozwój angiografii doprowadził do narodzin radiologii interwencyjnej.
2.7 RADIOLOGIA INTERWENCYJNA
Radiologia interwencyjna jest dziedziną medycyny opartą na wykorzystaniu metod diagnostyki radiologicznej oraz specjalnych narzędzi do wykonywania małoinwazyjnych interwencji w celu diagnozowania i leczenia chorób.
Interwencje interwencyjne są szeroko stosowane w wielu dziedzinach medycyny, ponieważ często mogą zastąpić poważne interwencje chirurgiczne.
Pierwsze przezskórne leczenie zwężeń tętnic obwodowych przeprowadził amerykański lekarz Charles Dotter w 1964 roku. W 1977 roku szwajcarski lekarz Andreas Gruntzig skonstruował cewnik balonowy i wykonał zabieg poszerzenia (rozszerzenia) zwężonej tętnicy wieńcowej. Ta metoda stała się znana jako angioplastyka balonowa.
Angioplastyka balonowa tętnic wieńcowych i obwodowych jest obecnie jedną z głównych metod leczenia zwężeń i niedrożności tętnic. W przypadku nawrotu zwężenia zabieg ten można powtarzać wielokrotnie. Aby zapobiec ponownemu zwężeniu pod koniec ubiegłego wieku, endo-
protezy naczyniowe - stenty. Stent to cylindryczna metalowa konstrukcja, którą umieszcza się w zwężonym obszarze po rozszerzeniu balonem. Rozprężony stent zapobiega występowaniu ponownego zwężenia.
Wszczepienie stentu przeprowadza się po angiografii diagnostycznej i ustaleniu lokalizacji przewężenia krytycznego. Stent dobiera się w zależności od długości i rozmiaru (ryc. 2-14). Dzięki tej technice można bez większych operacji zamykać ubytki przegród międzyprzedsionkowych i międzykomorowych, a także wykonywać balonową plastykę zwężeń zastawek aortalnej, mitralnej i trójdzielnej.
Szczególne znaczenie ma technika instalowania specjalnych filtrów w żyle głównej dolnej (filtry cava). Jest to konieczne, aby zapobiec przedostawaniu się zatorów do naczyń płucnych podczas zakrzepicy żył kończyn dolnych. Filtr cava to struktura siatkowa, która otwierając się w świetle żyły głównej dolnej, wyłapuje wznoszące się skrzepy krwi.
Inną interwencją wewnątrznaczyniową, która jest pożądana w praktyce klinicznej, jest embolizacja (zablokowanie) naczyń krwionośnych. Embolizację stosuje się do tamowania krwawień wewnętrznych, leczenia patologicznych zespoleń naczyniowych, tętniaków czy zamykania naczyń odżywiających nowotwór złośliwy. Obecnie do embolizacji używa się skutecznych materiałów sztucznych, wyjmowanych baloników i mikroskopijnych stalowych cewek. Zwykle embolizację wykonuje się wybiórczo, aby nie spowodować niedokrwienia otaczających tkanek.
Ryż. 2-14.Schemat wykonania angioplastyki balonowej i stentowania
Radiologia zabiegowa obejmuje również drenaż ropni i torbieli, kontrastowanie jam patologicznych przez drogi przetokowe, przywracanie drożności dróg moczowych w zaburzeniach układu moczowego, plastykę bougienage i balonów w przypadku zwężeń (zwężeń) przełyku i dróg żółciowych, przezskórne termiczne lub kriodestrukcję nowotworu złośliwego. guzy i inne interwencje.
Po zidentyfikowaniu procesu patologicznego często konieczne jest zastosowanie takiego wariantu radiologii interwencyjnej, jak biopsja nakłucia. Znajomość morfologicznej struktury edukacji pozwala na wybór odpowiedniej strategii leczenia. Biopsję punkcyjną wykonuje się pod kontrolą RTG, USG lub CT.
Obecnie radiologia interwencyjna aktywnie się rozwija iw wielu przypadkach pozwala uniknąć poważnych interwencji chirurgicznych.
2.8 ŚRODKI KONTRASTOWE DO OBRAZOWANIA
Niski kontrast między sąsiednimi obiektami lub taka sama gęstość sąsiednich tkanek (na przykład gęstość krwi, ściany naczynia i skrzepliny) utrudnia interpretację obrazów. W takich przypadkach w radiodiagnostyce często stosuje się sztuczny kontrast.
Przykładem zwiększenia kontrastu obrazów badanych narządów jest zastosowanie siarczanu baru do badania narządów przewodu pokarmowego. Pierwsze takie kontrastowanie przeprowadzono w 1909 roku.
Trudniej było stworzyć środki kontrastowe do wstrzyknięć donaczyniowych. W tym celu po długich eksperymentach z rtęcią i ołowiem zaczęto stosować rozpuszczalne związki jodu. Pierwsze generacje środków nieprzepuszczających promieni rentgenowskich były niedoskonałe. Ich stosowanie powodowało częste i ciężkie (nawet śmiertelne) powikłania. Ale już w latach 20-30. XX wiek stworzono szereg bezpieczniejszych rozpuszczalnych w wodzie leków zawierających jod do podawania dożylnego. Powszechne stosowanie leków z tej grupy rozpoczęło się w 1953 r., kiedy to zsyntetyzowano lek, którego cząsteczka składała się z trzech atomów jodu (diatryzoat).
W 1968 roku opracowano substancje o niskiej osmolarności (nie dysocjowały w roztworze na anion i kation) - niejonowe środki kontrastowe.
Nowoczesne środki nieprzepuszczające promieniowania to związki podstawione trijodem zawierające trzy lub sześć atomów jodu.
Istnieją leki do podawania donaczyniowego, dojamowego i podpajęczynówkowego. Możesz także wstrzyknąć środek kontrastowy do jamy stawowej, do narządów jamy brzusznej i pod błony rdzenia kręgowego. Na przykład wprowadzenie kontrastu przez jamę macicy do rurek (histerosalpingografia) pozwala ocenić wewnętrzną powierzchnię jamy macicy i drożność jajowodów. W praktyce neurologicznej, przy braku MRI, stosuje się technikę mielograficzną - wprowadzenie rozpuszczalnego w wodzie środka kontrastowego pod błony rdzenia kręgowego. Pozwala to na ocenę drożności przestrzeni podpajęczynówkowych. Należy wymienić inne metody sztucznego kontrastowania: angiografię, urografię, fistulografię, herniografię, sialografię, artrografię.
Po szybkim (bolusowym) dożylnym wstrzyknięciu środka kontrastowego dociera on do prawego serca, następnie bolus przechodzi przez łożysko naczyniowe płuc i dociera do lewego serca, następnie do aorty i jej odgałęzień. Następuje szybka dyfuzja środka kontrastowego z krwi do tkanek. W ciągu pierwszej minuty po szybkim wstrzyknięciu w krwi i naczyniach utrzymuje się wysokie stężenie środka kontrastowego.
Donaczyniowe i dojamowe podawanie środków kontrastowych zawierających jod w swojej cząsteczce, w rzadkich przypadkach, może mieć niekorzystny wpływ na organizm. Jeśli takie zmiany objawiają się objawami klinicznymi lub zmieniają parametry laboratoryjne pacjenta, wówczas nazywa się je działaniami niepożądanymi. Przed badaniem pacjenta z użyciem środków kontrastowych należy dowiedzieć się, czy ma reakcje alergiczne na jod, przewlekłą niewydolność nerek, astmę oskrzelową i inne choroby. Pacjenta należy ostrzec o możliwej reakcji i korzyściach płynących z takiego badania.
W przypadku wystąpienia reakcji na podanie środka kontrastowego personel gabinetu musi postępować zgodnie ze specjalnymi instrukcjami postępowania w przypadku wstrząsu anafilaktycznego w celu zapobieżenia poważnym powikłaniom.
Środki kontrastowe są również stosowane w MRI. Ich stosowanie rozpoczęło się w ostatnich dziesięcioleciach, po intensywnym wprowadzeniu metody do kliniki.
Zastosowanie środków kontrastowych w MRI ma na celu zmianę właściwości magnetycznych tkanek. Jest to zasadnicza różnica między środkami kontrastowymi zawierającymi jod. Podczas gdy rentgenowskie środki kontrastowe znacznie osłabiają promieniowanie przenikliwe, preparaty MRI prowadzą do zmian w charakterystyce otaczających tkanek. Nie są one wizualizowane na tomogramach, jak kontrasty rentgenowskie, ale pozwalają ujawnić ukryte procesy patologiczne spowodowane zmianami wskaźników magnetycznych.
Mechanizm działania tych środków opiera się na zmianach czasu relaksacji miejsca tkankowego. Większość tych leków jest wytwarzana na bazie gadolinu. Znacznie rzadziej stosuje się środki kontrastowe na bazie tlenku żelaza. Substancje te wpływają na intensywność sygnału na różne sposoby.
Pozytywne (skracające czas relaksacji T1) bazują zwykle na gadolinie (Gd), a ujemne (skracające czas T2) bazują na tlenku żelaza. Środki kontrastowe na bazie gadolinu są uważane za bezpieczniejsze niż środki kontrastowe na bazie jodu. Istnieje tylko kilka doniesień o poważnych reakcjach anafilaktycznych na te substancje. Mimo to konieczne jest staranne monitorowanie pacjenta po wstrzyknięciu i dostępność sprzętu do resuscytacji. Paramagnetyczne środki kontrastowe są rozprowadzane w przestrzeni wewnątrznaczyniowej i pozakomórkowej organizmu i nie przechodzą przez barierę krew-mózg (BBB). Dlatego w OUN normalnie kontrastowane są tylko obszary pozbawione tej bariery, na przykład przysadka mózgowa, lejek przysadki mózgowej, zatoki jamiste, opona twarda oraz błony śluzowe nosa i zatok przynosowych. Uszkodzenie i zniszczenie BBB prowadzi do przenikania paramagnetycznych środków kontrastowych do przestrzeni międzykomórkowej i miejscowych zmian relaksacji T1. Odnotowuje się to w wielu procesach patologicznych w ośrodkowym układzie nerwowym, takich jak nowotwory, przerzuty, incydenty naczyniowo-mózgowe, infekcje.
Oprócz badań rezonansu magnetycznego ośrodkowego układu nerwowego kontrast służy do diagnostyki chorób narządu ruchu, serca, wątroby, trzustki, nerek, nadnerczy, narządów miednicy mniejszej oraz gruczołów sutkowych. Badania te są przeprowadzane
znacznie mniej niż w patologii OUN. Aby wykonać angiografię MR i zbadać perfuzję narządów, wstrzykuje się środek kontrastowy za pomocą specjalnego niemagnetycznego iniektora.
W ostatnich latach badano możliwości zastosowania środków kontrastowych do badań ultrasonograficznych.
W celu zwiększenia echogeniczności łożyska naczyniowego lub narządu miąższowego podaje się dożylnie ultrasonograficzny środek kontrastowy. Mogą to być zawiesiny cząstek stałych, emulsje kropelek cieczy, a najczęściej mikropęcherzyki gazu umieszczone w różnych otoczkach. Podobnie jak inne środki kontrastowe, ultrasonograficzne środki kontrastowe powinny charakteryzować się niską toksycznością i być szybko eliminowane z organizmu. Leki pierwszej generacji nie przechodziły przez łożysko kapilarne płuc i ulegały w nim zniszczeniu.
Stosowane obecnie środki kontrastowe dostają się do krążenia ogólnoustrojowego, co umożliwia ich wykorzystanie do poprawy jakości obrazów narządów wewnętrznych, wzmocnienia sygnału dopplerowskiego oraz badania perfuzji. Obecnie nie ma ostatecznej opinii na temat celowości stosowania ultrasonograficznych środków kontrastowych.
Działania niepożądane po wprowadzeniu środków kontrastowych występują w 1-5% przypadków. Zdecydowana większość działań niepożądanych jest łagodna i nie wymaga specjalnego leczenia.
Szczególną uwagę należy zwrócić na profilaktykę i leczenie ciężkich powikłań. Częstość takich powikłań jest mniejsza niż 0,1%. Największym niebezpieczeństwem jest rozwój reakcji anafilaktycznych (idiosynkrazji) z wprowadzeniem substancji zawierających jod i ostrą niewydolnością nerek.
Reakcje na wprowadzenie środków kontrastowych można warunkowo podzielić na łagodne, umiarkowane i ciężkie.
Przy łagodnych reakcjach pacjent odczuwa ciepło lub dreszcze, lekkie nudności. Nie ma potrzeby leczenia.
Przy umiarkowanych reakcjach powyższym objawom może towarzyszyć również obniżenie ciśnienia krwi, występowanie tachykardii, wymiotów i pokrzywki. Konieczne jest zapewnienie objawowej opieki medycznej (zwykle - wprowadzenie leków przeciwhistaminowych, przeciwwymiotnych, sympatykomimetyków).
W ciężkich reakcjach może wystąpić wstrząs anafilaktyczny. Konieczna jest pilna reanimacja
więzi mające na celu utrzymanie czynności ważnych dla życia narządów.
Następujące kategorie pacjentów należą do grupy wysokiego ryzyka. To są pacjenci:
Z ciężkimi zaburzeniami czynności nerek i wątroby;
Z obciążonym wywiadem alergicznym, zwłaszcza u tych, u których wcześniej wystąpiły niepożądane reakcje na środki kontrastowe;
Z ciężką niewydolnością serca lub nadciśnieniem płucnym;
Z ciężką dysfunkcją tarczycy;
Z ciężką cukrzycą, guzem chromochłonnym, szpiczakiem.
Grupą ryzyka w odniesieniu do ryzyka wystąpienia działań niepożądanych określa się również potocznie małe dzieci i osoby starsze.
Lekarz przepisujący powinien dokładnie ocenić stosunek korzyści do ryzyka podczas przeprowadzania badań kontrastowych i podjąć niezbędne środki ostrożności. Radiolog wykonujący badanie u pacjenta z dużym ryzykiem wystąpienia działań niepożądanych na środek kontrastowy musi ostrzec pacjenta i lekarza prowadzącego o niebezpieczeństwach związanych ze stosowaniem środka kontrastowego i w razie potrzeby zastąpić badanie innym, niewymagającym kontrastu .
Pracownia RTG powinna być wyposażona we wszystko, co niezbędne do resuscytacji i walki ze wstrząsem anafilaktycznym.
Problemy związane z chorobą są bardziej złożone i trudniejsze niż jakiekolwiek inne, z którymi musi sobie radzić wytrenowany umysł.
Wokół rozciąga się majestatyczny i nieskończony świat. A każda osoba to także świat, złożony i niepowtarzalny. Na różne sposoby staramy się poznać ten świat, zrozumieć podstawowe zasady jego budowy i regulacji, poznać jego strukturę i funkcje. Wiedza naukowa opiera się na następujących metodach badawczych: metoda morfologiczna, eksperyment fizjologiczny, badania kliniczne, metody radiacyjne i instrumentalne. Jednakże wiedza naukowa jest tylko pierwszą podstawą diagnozy. Ta wiedza jest jak nuty dla muzyka. Jednak używając tych samych nut, różni muzycy osiągają różne efekty podczas wykonywania tego samego utworu. Drugą podstawą diagnozy jest sztuka i osobiste doświadczenie lekarza.„Nauka i sztuka są ze sobą tak powiązane, jak płuca i serce, więc jeśli jeden organ jest wypaczony, drugi nie może prawidłowo funkcjonować” (L. Tołstoj).
Wszystko to podkreśla wyjątkową odpowiedzialność lekarza: wszak za każdym razem przy łóżku pacjenta podejmuje ważną decyzję. Ciągłe doskonalenie wiedzy i chęć kreatywności - to cechy prawdziwego lekarza. „Kochamy wszystko - zarówno ciepło zimnych liczb, jak i dar boskich wizji ...” (A. Blok).
Gdzie zaczyna się każda diagnoza, w tym promieniowanie? Z głęboką i solidną wiedzą o budowie i funkcjach układów i narządów człowieka zdrowego w całej oryginalności jego płci, wieku, cech konstytucyjnych i indywidualnych. „Dla owocnej analizy pracy każdego narządu konieczne jest przede wszystkim poznanie jego normalnej aktywności” (IP Pavlov). W związku z tym wszystkie rozdziały III części podręcznika rozpoczynają się podsumowaniem anatomii radiacyjnej i fizjologii odpowiednich narządów.
Sen o I.P. Pavlova, aby objąć majestatyczną aktywność mózgu za pomocą układu równań, wciąż jest daleki od realizacji. W większości procesów patologicznych informacja diagnostyczna jest tak złożona i indywidualna, że nie udało się jeszcze wyrazić jej za pomocą sumy równań. Niemniej jednak ponowne zbadanie podobnych typowych reakcji pozwoliło teoretykom i klinicystom zidentyfikować typowe zespoły uszkodzeń i chorób, stworzyć pewne obrazy chorób. Jest to ważny krok na ścieżce diagnostycznej, dlatego w każdym rozdziale, po opisie prawidłowego obrazu narządów, omówiono objawy i zespoły chorób, które są najczęściej wykrywane podczas radiodiagnostyki. Dodajmy tylko, że to tutaj wyraźnie manifestują się cechy osobiste lekarza: jego spostrzegawczość i umiejętność dostrzegania wiodącego zespołu zmian w pstrokatym kalejdoskopie objawów. Możemy uczyć się od naszych odległych przodków. Mamy tu na myśli malowidła naskalne z okresu neolitu, w których zaskakująco trafnie odzwierciedlony jest ogólny schemat (obraz) zjawiska.
Ponadto każdy rozdział zawiera krótki opis obrazu klinicznego kilku najczęściej występujących i najcięższych chorób, z którymi student powinien zapoznać się zarówno w Zakładzie Diagnostyki Radiologicznej.
CI i radioterapii oraz w trakcie nadzorowania pacjentów w poradniach terapeutycznych i chirurgicznych na kursach seniorskich.
Właściwa diagnoza rozpoczyna się od zbadania pacjenta i bardzo ważny jest wybór odpowiedniego programu do jej realizacji. Wiodącym ogniwem w procesie rozpoznawania chorób pozostaje oczywiście kwalifikowane badanie kliniczne, jednak nie ogranicza się ono już do zbadania pacjenta, ale jest zorganizowanym, celowym procesem rozpoczynającym się od badania i obejmującym zastosowanie specjalnych metod, wśród których promieniowanie zajmuje poczesne miejsce.
W tych warunkach praca lekarza lub grupy lekarzy powinna opierać się na jasnym programie działania, który przewiduje zastosowanie różnych metod badawczych, tj. każdy lekarz powinien być uzbrojony w zestaw standardowych schematów badania pacjentów. Schematy te mają na celu zapewnienie wysokiej wiarygodności diagnostyki, oszczędności sił i zasobów specjalistów i pacjentów, priorytetowego stosowania interwencji mniej inwazyjnych oraz zmniejszenia narażenia pacjentów i personelu medycznego na promieniowanie. W związku z tym w każdym rozdziale podano schematy badań radiologicznych dla niektórych zespołów klinicznych i radiologicznych. To tylko skromna próba nakreślenia ścieżki kompleksowego badania radiologicznego w najczęstszych sytuacjach klinicznych. Kolejnym zadaniem jest przejście od tych ograniczonych schematów do autentycznych algorytmów diagnostycznych, które będą zawierały wszystkie dane o pacjencie.
W praktyce niestety realizacja programu badań wiąże się z pewnymi trudnościami: różne jest wyposażenie techniczne placówek medycznych, różna jest wiedza i doświadczenie lekarzy, a także stan pacjentów. „Mądrość mówi, że optymalna trajektoria to trajektoria, po której rakieta nigdy nie leci” (N.N. Moiseev). Niemniej jednak lekarz musi wybrać najlepszy sposób badania dla konkretnego pacjenta. Zanotowane etapy są ujęte w ogólny schemat badania diagnostycznego pacjenta.
Wywiad lekarski i obraz kliniczny choroby
Ustalenie wskazań do badań radiologicznych
Wybór metody badań radiologicznych i przygotowanie pacjenta
Przeprowadzenie badania radiologicznego
Analiza obrazu narządu uzyskanego metodami radiacyjnymi
Analiza funkcji narządu, przeprowadzona metodami radiacyjnymi
Porównanie z wynikami badań instrumentalnych i laboratoryjnych
Wniosek
Aby skutecznie prowadzić diagnostykę radiacyjną i prawidłowo oceniać wyniki badań radiacyjnych, konieczne jest przestrzeganie ścisłych zasad metodologicznych.
Pierwsza zasada: każde badanie promieniowania musi być uzasadnione. Głównym argumentem przemawiającym za wykonaniem zabiegu radiologicznego powinna być kliniczna potrzeba uzyskania dodatkowych informacji, bez których nie można postawić pełnego indywidualnego rozpoznania.
Druga zasada: przy wyborze metody badawczej należy wziąć pod uwagę obciążenie promieniowaniem (dawką) pacjenta. Wytyczne Światowej Organizacji Zdrowia stanowią, że badanie rentgenowskie powinno mieć niewątpliwą skuteczność diagnostyczną i prognostyczną; w przeciwnym razie jest to strata pieniędzy i zagrożenie dla zdrowia z powodu nieuzasadnionego stosowania promieniowania. Przy równej informacyjności metod należy preferować tę, w której nie ma ekspozycji pacjenta lub jest ona najmniej znacząca.
Trzecia zasada: wykonując badanie RTG należy kierować się zasadą „konieczne i wystarczające”, unikając zbędnych procedur. Procedura wykonywania niezbędnych badań- od najbardziej delikatnych i łatwych do bardziej złożonych i inwazyjnych (od prostych do złożonych). Nie należy jednak zapominać, że czasami konieczne jest natychmiastowe wykonanie złożonych interwencji diagnostycznych ze względu na ich dużą zawartość informacyjną i znaczenie dla planowania leczenia pacjenta.
Czwarta zasada: organizując badanie radiologiczne należy wziąć pod uwagę czynniki ekonomiczne („opłacalność metod”). Przystępując do badania pacjenta lekarz zobowiązany jest przewidzieć koszty jego wykonania. Koszt niektórych badań radiacyjnych jest tak wysoki, że ich nierozsądne wykorzystanie może nadszarpnąć budżet placówki medycznej. Na pierwszym miejscu stawiamy dobro pacjenta, ale jednocześnie nie mamy prawa ignorować ekonomiki biznesu medycznego. Nieuwzględnienie tego oznacza niewłaściwą organizację pracy działu promieniowania.
Nauka to najlepszy współczesny sposób zaspokajania ciekawości jednostek kosztem państwa.
Diagnostyka radiologiczna w ostatnich trzech dekadach dokonała znacznego postępu, przede wszystkim dzięki wprowadzeniu tomografii komputerowej (CT), ultrasonografii (ultrasonografii) oraz rezonansu magnetycznego (MRI). Jednak wstępne badanie pacjenta nadal opiera się na tradycyjnych metodach obrazowania: radiografii, fluorografii, fluoroskopii. Tradycyjne metody badań promieniowania opierają się na wykorzystaniu promieni rentgenowskich, odkrytych przez Wilhelma Conrada Roentgena w 1895 r. Nie uważał on za możliwe czerpanie korzyści materialnych z wyników badań naukowych, ponieważ „...jego odkrycia i wynalazki należą do ludzkości i. nie mogą być w żaden sposób utrudniane przez patenty, licencje, kontrakty lub kontrolę jakiejkolwiek grupy ludzi”. Tradycyjne metody badań radiologicznych nazywane są metodami obrazowania projekcyjnego, które z kolei można podzielić na trzy główne grupy: bezpośrednie metody analogowe; pośrednie metody analogowe; metody cyfrowe W bezpośrednich metodach analogowych obraz powstaje bezpośrednio w ośrodku odbierającym promieniowanie (klisza rentgenowska, ekran fluorescencyjny), którego reakcja na promieniowanie nie jest dyskretna, ale stała. Główne analogowe metody badawcze to bezpośrednia radiografia i bezpośrednia fluoroskopia. Radiografia bezpośrednia- podstawowa metoda diagnostyki radiacyjnej. Polega ona na tym, że promienie rentgenowskie, które przeszły przez ciało pacjenta, tworzą obraz bezpośrednio na kliszy. Film rentgenowski pokryty jest emulsją fotograficzną z kryształami bromku srebra, które są jonizowane energią fotonu (im wyższa dawka promieniowania, tym więcej jonów srebra powstaje). Jest to tak zwany obraz utajony. W procesie wywoływania metaliczne srebro tworzy na filmie ciemne obszary, aw procesie utrwalania kryształy bromku srebra są wypłukiwane, na filmie pojawiają się przezroczyste obszary. Radiografia bezpośrednia daje statyczne obrazy o najlepszej możliwej rozdzielczości przestrzennej. Ta metoda służy do uzyskiwania zdjęć rentgenowskich klatki piersiowej. Obecnie radiografia bezpośrednia jest rzadko wykorzystywana również do uzyskiwania serii zdjęć pełnoformatowych w badaniach kardioangiograficznych. Bezpośrednia fluoroskopia (transmisja) polega na tym, że promieniowanie, które przeszło przez ciało pacjenta, uderzając w ekran fluorescencyjny, tworzy dynamiczny obraz projekcyjny. Obecnie metoda ta praktycznie nie jest stosowana ze względu na małą jasność obrazu i dużą dawkę promieniowania dla pacjenta. Pośrednia fluoroskopia prawie całkowicie zastąpił przezroczystość. Ekran fluorescencyjny jest częścią konwertera elektronowo-optycznego, który wzmacnia jasność obrazu ponad 5000 razy. Radiolog miał możliwość pracy w świetle dziennym. Powstały obraz jest wyświetlany na monitorze i może być zapisywany na kliszy, magnetowidzie, dysku magnetycznym lub optycznym. Pośrednia fluoroskopia służy do badania procesów dynamicznych, takich jak czynność skurczowa serca, przepływ krwi przez naczynia
Literatura.
Pytania testowe.
Rezonans magnetyczny (MRI).
Rentgenowska tomografia komputerowa (CT).
Badanie ultrasonograficzne (USG).
Diagnostyka radionuklidów (RND).
Diagnostyka rentgenowska.
Część I. OGÓLNE ZAGADNIENIA DIAGNOSTYKI RADIOWEJ.
Rozdział 1.
Metody diagnostyki radiacyjnej.
Diagnostyka radiologiczna zajmuje się wykorzystaniem różnego rodzaju promieniowania przenikliwego, zarówno jonizującego, jak i niejonizującego, w celu wykrywania chorób narządów wewnętrznych.
Diagnostyka radiologiczna osiąga obecnie 100% zastosowania w klinicznych metodach badania pacjentów i składa się z następujących działów: diagnostyka rentgenowska (RDI), diagnostyka radionuklidowa (RND), diagnostyka ultrasonograficzna (USG), tomografia komputerowa (CT), rezonans magnetyczny obrazowanie (MRI). Kolejność wymieniania metod określa chronologiczną kolejność wprowadzania każdej z nich do praktyki lekarskiej. Udział metod radiodiagnostyki według WHO wynosi obecnie: 50% USG, 43% RD (radiografia płuc, kości, piersi – 40%, badanie rentgenowskie przewodu pokarmowego – 3%), CT – 3% , MRI -2%, RND-1-2%, DSA (cyfrowa arteriografia subtrakcyjna) - 0,3%.
1.1. Zasada diagnostyki rentgenowskiej polega na wizualizacji narządów wewnętrznych za pomocą promieniowania rentgenowskiego skierowanego na obiekt badań, które ma dużą zdolność przenikania, z następczą jego rejestracją po opuszczeniu obiektu przez dowolny odbiornik promieni rentgenowskich, za pomocą którego obraz w cieniu badanego narządu uzyskuje się bezpośrednio lub pośrednio.
1.2. promienie rentgenowskie są rodzajem fal elektromagnetycznych (obejmują one fale radiowe, promienie podczerwone, światło widzialne, promienie ultrafioletowe, promienie gamma itp.). W widmie fal elektromagnetycznych znajdują się one między promieniami ultrafioletowymi i gamma, o długości fali od 20 do 0,03 angstremów (2-0,003 nm, ryc. 1). Do diagnostyki rentgenowskiej wykorzystuje się najkrótsze promienie rentgenowskie (tzw. promieniowanie twarde) o długości od 0,03 do 1,5 angstremów (0,003-0,15 nm). Posiadający wszystkie właściwości oscylacji elektromagnetycznych - propagacja z prędkością światła
(300 000 km/s), prostoliniowość propagacji, interferencja i dyfrakcja, efekty luminescencyjne i fotochemiczne, promienie rentgenowskie mają również charakterystyczne właściwości, które doprowadziły do ich zastosowania w praktyce medycznej: jest to siła przenikania – na tej właściwości opiera się diagnostyka rentgenowska , a działanie biologiczne jest składnikiem istoty terapii rentgenowskiej.Zdolność penetracji, oprócz długości fali („twardość”), zależy od składu atomowego, ciężaru właściwego i grubości badanego obiektu (zależność odwrotna).
1.3. lampa rentgenowska(Rys. 2) to szklane naczynie próżniowe, w którym osadzone są dwie elektrody: katoda w postaci spirali wolframowej oraz anoda w postaci dysku, który obraca się z prędkością 3000 obrotów na minutę, gdy rura jest w eksploatacji. Do katody przykładane jest napięcie do 15 V, podczas gdy spirala nagrzewa się i emituje elektrony, które obracają się wokół niej, tworząc chmurę elektronów. Następnie na obie elektrody podawane jest napięcie (od 40 do 120 kV), obwód zamyka się, a elektrony lecą na anodę z prędkością do 30 000 km/s bombardując ją. W tym przypadku energia kinetyczna latających elektronów jest zamieniana na dwa rodzaje nowej energii - energię promieniowania rentgenowskiego (do 1,5%) oraz energię promieniowania podczerwonego, termicznego (98-99%).
Powstałe zdjęcia rentgenowskie składają się z dwóch frakcji: bremsstrahlung i charakterystycznej. Promienie hamowania powstają w wyniku zderzenia elektronów wylatujących z katody z elektronami zewnętrznych orbit atomów anody, powodując ich ruch na orbity wewnętrzne, co skutkuje uwolnieniem energii w postaci bremsstrahlung x -kwantami promieni o małej twardości. Frakcję charakterystyczną uzyskuje się w wyniku wnikania elektronów do jąder atomów anody, co powoduje wybijanie kwantów promieniowania charakterystycznego.
To właśnie ta frakcja jest wykorzystywana głównie do celów diagnostycznych, ponieważ promienie tej frakcji są twardsze, to znaczy mają dużą siłę penetracji. Udział tej frakcji zwiększa się, przykładając wyższe napięcie do lampy rentgenowskiej.
1.4. Aparatura do diagnostyki rentgenowskiej lub, jak to się obecnie powszechnie nazywa, kompleks diagnostyki rentgenowskiej (RDC) składa się z następujących głównych bloków:
a) emiter promieniowania rentgenowskiego,
b) urządzenie do karmienia rentgenowskiego,
c) urządzenia do wytwarzania promieni rentgenowskich,
d) statyw(y),
e) odbiornik(i) promieniowania rentgenowskiego.
Emiter promieniowania rentgenowskiego składa się z lampy rentgenowskiej oraz układu chłodzenia, który jest niezbędny do pochłaniania energii cieplnej powstającej w dużych ilościach podczas pracy lampy (w przeciwnym razie anoda szybko się zapadnie). Systemy chłodzenia obejmują olej transformatorowy, chłodzenie powietrzem z wentylatorami lub kombinację obu.
Kolejny blok RDK - podajnik rentgenowski, który obejmuje transformator niskiego napięcia (do podgrzania spirali katodowej potrzebne jest napięcie 10-15 woltów), transformator wysokiego napięcia (dla samej lampy wymagane jest napięcie od 40 do 120 kV), prostowniki (bezpośredni prąd potrzebny do sprawnej pracy lampy) oraz panel sterujący.
Urządzenia kształtujące promieniowanie składają się z filtra aluminiowego, który pochłania „miękką” frakcję promieni rentgenowskich, dzięki czemu jest bardziej jednolity pod względem twardości; przepona, która tworzy wiązkę promieniowania rentgenowskiego w zależności od wielkości usuniętego narządu; siatka ekranująca, która odcina promienie rozproszone powstające w ciele pacjenta w celu poprawy ostrości obrazu.
statyw(y)) służą do pozycjonowania pacjenta, aw niektórych przypadkach lampy RTG, 3, o czym decyduje konfiguracja RDK, w zależności od profilu placówki medycznej.
Odbiornik(i) promieniowania rentgenowskiego. Jako odbiorniki stosuje się ekran fluorescencyjny do transmisji, film rentgenowski (do radiografii), ekrany wzmacniające (film w kasecie znajduje się pomiędzy dwoma ekranami wzmacniającymi), ekrany pamięci (do radiografii komputerowej fluorescencyjnej), ekrany rentgenowskie wzmacniacz obrazu - URI, detektory (w przypadku korzystania z technologii cyfrowych).
1.5. Technologie obrazowania rentgenowskiego obecnie dostępne w trzech wersjach:
bezpośredni analog,
analog pośredni,
cyfrowy (cyfrowy).
Z bezpośrednią technologią analogową(Ryc. 3) Promienie rentgenowskie wychodzące z lampy rentgenowskiej i przechodzące przez badany obszar ciała są tłumione nierównomiernie, ponieważ wzdłuż wiązki promieniowania rentgenowskiego znajdują się tkanki i narządy o różnych atomach
i ciężar właściwy i różna grubość. Wchodząc na najprostsze odbiorniki rentgenowskie - kliszę rentgenowską lub ekran fluorescencyjny, tworzą one sumaryczny obraz cieni wszystkich tkanek i narządów, które wpadły w strefę przejścia promieni. Obraz ten jest badany (interpretowany) bezpośrednio na ekranie fluorescencyjnym lub na kliszy rentgenowskiej po obróbce chemicznej. Klasyczne (tradycyjne) metody diagnostyki rentgenowskiej opierają się na tej technologii:
fluoroskopia (fluoroskopia za granicą), radiografia, tomografia liniowa, fluorografia.
fluoroskopia obecnie stosowany głównie w badaniu przewodu pokarmowego. Jej zaletami są a) badanie cech funkcjonalnych badanego narządu w skali czasu rzeczywistego oraz b) pełne badanie jego cech topograficznych, ponieważ pacjenta można umieścić w różnych projekcjach, obracając go za ekranem. Istotnymi wadami fluoroskopii są duże obciążenie promieniowaniem pacjenta i niska rozdzielczość, dlatego zawsze łączy się ją z radiografią.
Radiografia jest główną, wiodącą metodą diagnostyki rentgenowskiej. Jego zaletami są: a) wysoka rozdzielczość zdjęcia rentgenowskiego (na zdjęciu rentgenowskim można wykryć ogniska patologiczne o wielkości 1-2 mm), b) minimalna ekspozycja na promieniowanie, ponieważ ekspozycje podczas akwizycji obrazu są głównie dziesiątych i setnych części sekundy, c) obiektywność pozyskiwania informacji, ponieważ zdjęcie rtg może być analizowane przez innych, bardziej wykwalifikowanych specjalistów, d) możliwość badania dynamiki procesu patologicznego na podstawie zdjęć rtg wykonanych w różnych okresach choroby, e) zdjęcie rentgenowskie jest dokumentem prawnym. Wady zdjęcia rentgenowskiego obejmują niepełną charakterystykę topograficzną i funkcjonalną badanego narządu.
Zwykle radiografia wykorzystuje dwie projekcje, które nazywane są standardowymi: bezpośrednią (przednią i tylną) oraz boczną (prawą i lewą). O projekcji decyduje przynależność kasety z filmem do powierzchni ciała. Na przykład, jeśli kaseta rentgenowska klatki piersiowej znajduje się na przedniej powierzchni ciała (w tym przypadku lampa rentgenowska będzie znajdować się z tyłu), wówczas taki występ będzie nazywany bezpośrednim przednim; jeśli kaseta jest umieszczona wzdłuż tylnej powierzchni korpusu, uzyskuje się bezpośredni tylny występ. Oprócz rzutów standardowych istnieją rzuty dodatkowe (nietypowe), które stosuje się w przypadkach, gdy w rzutach standardowych, ze względu na cechy anatomiczne, topograficzne i skiologiczne, nie można uzyskać pełnego obrazu cech anatomicznych badanego narządu. Są to rzuty skośne (pośrednie między prostymi a bocznymi), osiowe (w tym przypadku wiązka promieniowania rentgenowskiego jest skierowana wzdłuż osi ciała lub badanego narządu), styczne (w tym przypadku wiązka promieniowania rentgenowskiego jest skierowany stycznie do powierzchni usuwanego narządu). Tak więc w skośnych projekcjach usuwa się ręce, stopy, stawy krzyżowo-biodrowe, żołądek, dwunastnicę itp., W rzucie osiowym - kość potyliczną, kość piętową, gruczoł sutkowy, narządy miednicy itp., W stycznym - kości nos, kość jarzmowa, zatoki czołowe itp.
Oprócz projekcji w diagnostyce rentgenowskiej stosuje się różne pozycje pacjenta, które są uwarunkowane techniką badania lub stanem pacjenta. Główna pozycja to ortopozycja- pionowa pozycja pacjenta z poziomym kierunkiem promieni rentgenowskich (stosowanych do radiografii i fluoroskopii płuc, żołądka i fluorografii). Inne stanowiska są trochopozycja- poziome ułożenie pacjenta z pionowym przebiegiem wiązki promieniowania rentgenowskiego (wykorzystywane do radiografii kości, jelit, nerek, w badaniu pacjentów w ciężkim stanie) oraz pozycja boczna- pozioma pozycja pacjenta z poziomym kierunkiem promieni rentgenowskich (stosowana do specjalnych metod badawczych).
Tomografia liniowa(radiografia warstwy narządowej, od tomos - warstwa) służy do wyjaśnienia topografii, wielkości i struktury ogniska patologicznego. Dzięki tej metodzie (ryc. 4) podczas naświetlania lampa rentgenowska przesuwa się po powierzchni badanego narządu pod kątem 30, 45 lub 60 stopni przez 2-3 sekundy, podczas gdy kaseta z filmem porusza się w tym samym czasie w przeciwnym kierunku. Środek ich obrotu to wybrana warstwa narządu na pewnej głębokości od jego powierzchni, głębokość wynosi
Instytucja Państwowa „Instytut Badawczy Chorób Oczu Ufa” Akademii Nauk Republiki Białoruś, Ufa
Odkrycie promieni rentgenowskich zapoczątkowało nową erę w diagnostyce medycznej - erę radiologii. Nowoczesne metody diagnostyki radiacyjnej dzielą się na rentgenowskie, radionuklidowe, rezonans magnetyczny, ultradźwięki.
Metoda rentgenowska to metoda badania budowy i funkcji różnych narządów i układów, oparta na jakościowej i ilościowej analizie wiązki promieniowania rentgenowskiego, która przeszła przez ludzkie ciało. Badanie rentgenowskie można wykonać w warunkach kontrastu naturalnego lub sztucznego.
Rentgen jest prosty i nieuciążliwy dla pacjenta. Zdjęcie rentgenowskie to dokument, który można przechowywać przez długi czas, używać do porównywania z powtarzanymi zdjęciami radiologicznymi i przedstawiać do dyskusji nieograniczonej liczbie specjalistów. Wskazania do radiografii muszą być uzasadnione, ponieważ promieniowanie rentgenowskie wiąże się z ekspozycją na promieniowanie.
Tomografia komputerowa (CT) to badanie rentgenowskie warstwa po warstwie, oparte na komputerowej rekonstrukcji obrazu uzyskanego przez okrągłe skanowanie obiektu wąską wiązką promieniowania rentgenowskiego. Tomograf komputerowy jest w stanie rozróżnić tkanki różniące się gęstością zaledwie o pół procenta. Dlatego tomograf komputerowy dostarcza około 1000 razy więcej informacji niż konwencjonalne zdjęcie rentgenowskie. W przypadku spiralnej tomografii komputerowej emiter porusza się po spirali względem ciała pacjenta i w ciągu kilku sekund wychwytuje pewną objętość ciała, którą następnie można przedstawić za pomocą oddzielnych dyskretnych warstw. Spiralna tomografia komputerowa zapoczątkowała powstanie nowych, obiecujących metod obrazowania – angiografii komputerowej, trójwymiarowego (wolumetrycznego) obrazowania narządów, wreszcie tzw. endoskopii wirtualnej, która stała się koroną nowoczesnego obrazowania medycznego.
Metoda radionuklidowa to metoda badania stanu funkcjonalnego i morfologicznego narządów i układów za pomocą radionuklidów i znakowanych nimi znaczników. Wskaźniki - radiofarmaceutyki (RP) - są wstrzykiwane do organizmu pacjenta, a następnie za pomocą urządzeń określają prędkość i charakter ich ruchu, utrwalania i usuwania z narządów i tkanek. Nowoczesne metody diagnostyki radionuklidów to scyntygrafia, tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPET) i pozytonowa tomografia emisyjna (PET), radiografia i radiometria. Metody opierają się na wprowadzeniu radiofarmaceutyków emitujących pozytony lub fotony. Substancje te wprowadzane do organizmu człowieka gromadzą się w obszarach wzmożonej przemiany materii i zwiększonego przepływu krwi.
Metoda ultradźwiękowa to metoda zdalnego określania położenia, kształtu, wielkości, struktury i ruchu narządów i tkanek, a także ognisk patologicznych za pomocą promieniowania ultradźwiękowego. Może rejestrować nawet niewielkie zmiany gęstości mediów biologicznych. Dzięki temu metoda ultrasonograficzna stała się jednym z najpopularniejszych i najbardziej dostępnych badań w medycynie klinicznej. Najczęściej stosowane są trzy metody: badanie jednowymiarowe (sonografia), badanie dwuwymiarowe (sonografia, skan) oraz dopplerografia. Wszystkie opierają się na rejestracji sygnałów echa odbitych od obiektu. W przypadku jednowymiarowej metody A, odbity sygnał tworzy figurę w postaci piku na linii prostej na ekranie wskaźnika. Liczba i położenie pików na linii poziomej odpowiada położeniu elementów odbijających ultradźwięki obiektu. Badanie ultrasonograficzne (metoda B) pozwala uzyskać dwuwymiarowy obraz narządów. Istotą metody jest przesuwanie wiązki ultradźwięków po powierzchni ciała w trakcie badania. Powstała seria sygnałów jest wykorzystywana do utworzenia obrazu. Pojawia się na wyświetlaczu i może być zapisany na papierze. Obraz ten można poddać obróbce matematycznej, określając wymiary (powierzchnię, obwód, powierzchnię i objętość) badanego narządu. Dopplerografia umożliwia nieinwazyjną, bezbolesną i informacyjną rejestrację i ocenę przepływu krwi w narządzie. Udowodniono wysoką zawartość informacji kolorowego mapowania Dopplera, które jest wykorzystywane w klinice do badania kształtu, konturów i światła naczyń krwionośnych.
Rezonans magnetyczny (MRI) jest niezwykle cenną metodą badawczą. Zamiast promieniowania jonizującego stosuje się pole magnetyczne i impulsy o częstotliwości radiowej. Zasada działania opiera się na zjawisku magnetycznego rezonansu jądrowego. Manipulując cewkami gradientowymi, które tworzą niewielkie dodatkowe pola, można rejestrować sygnały z cienkiej warstwy tkanki (do 1 mm) i łatwo zmieniać kierunek cięcia – poprzeczny, czołowy i strzałkowy, uzyskując trójwymiarowy obraz. Do głównych zalet metody MRI należą: brak ekspozycji na promieniowanie, możliwość uzyskania obrazu w dowolnej płaszczyźnie i wykonania rekonstrukcji trójwymiarowych (przestrzennych), brak artefaktów ze struktur kostnych, obrazowanie różnych tkanek w wysokiej rozdzielczości oraz prawie całkowite bezpieczeństwo metody. Przeciwwskazaniem do MRI jest obecność metalowych ciał obcych w ciele, klaustrofobia, drgawki, ciężki stan pacjentki, ciąża i laktacja.
Rozwój diagnostyki radiologicznej odgrywa również ważną rolę w praktycznej okulistyce. Można argumentować, że narząd wzroku jest idealnym obiektem do tomografii komputerowej ze względu na wyraźne różnice w absorpcji promieniowania w tkankach oka, mięśniach, nerwach, naczyniach i pozagałkowej tkance tłuszczowej. CT pozwala lepiej zbadać ściany kostne oczodołów, zidentyfikować w nich zmiany patologiczne. CT stosuje się przy podejrzeniu guza oczodołu, wytrzeszczu niewiadomego pochodzenia, urazach, ciałach obcych oczodołu. MRI umożliwia badanie oczodołu w różnych projekcjach, pozwala lepiej zrozumieć budowę nowotworów wewnątrz oczodołu. Ale ta technika jest przeciwwskazana, gdy metalowe ciała obce dostaną się do oka.
Główne wskazania do USG to: uszkodzenie gałki ocznej, gwałtowny spadek przezroczystości struktur przewodzących światło, odwarstwienie naczyniówki i siatkówki, obecność obcych ciał wewnątrzgałkowych, guzy, uszkodzenie nerwu wzrokowego, obecność obszarów zwapnień w błonach oka i okolicy nerwu wzrokowego, dynamiczne monitorowanie leczenia, badanie charakterystyki przepływu krwi w naczyniach oczodołu, badania przed rezonansem magnetycznym lub tomografią komputerową.
Rentgen stosuje się jako metodę przesiewową w urazach oczodołu i uszkodzeniach jego ścian kostnych do wykrywania gęstych ciał obcych i określania ich lokalizacji, diagnozowania chorób dróg łzowych. Ogromne znaczenie ma metoda badania rentgenowskiego zatok przynosowych przylegających do oczodołu.
I tak w Instytucie Chorób Oczu Ufa w 2010 roku wykonano 3116 badań rentgenowskich, w tym pacjentów z kliniki – 935 (34%), ze szpitala – 1059 (30%), z izby przyjęć – 1122 ( 36%) %). Wykonano 699 (22,4%) badań specjalnych, które obejmowały badanie dróg łzowych z kontrastem (321), radiografię pozaszkieletową (334), wykrywanie lokalizacji ciał obcych w oczodole (39). Radiografia klatki piersiowej w chorobach zapalnych oczodołu i gałki ocznej wynosiła 18,3% (213), a zatok przynosowych — 36,3% (1132).
wnioski. Diagnostyka radiologiczna jest niezbędnym elementem badania klinicznego pacjentów w poradniach okulistycznych. Wiele osiągnięć tradycyjnego badania rentgenowskiego coraz bardziej oddala się od coraz lepszych możliwości tomografii komputerowej, ultrasonografii i rezonansu magnetycznego.
