Илюхин Евгений Леонидович

Тема: "Разработка специализированной компьютерной системы обработки томограмм новообразований печени"
Научный руководитель: к.т.н., доцент Ярошенко Николай Александрович
Мой e-mail: iluhin@sktel.com.ua

Общая характеристика компьютерной томографии

Зонневельд, Ф.В.
Журнал «Медицинская визуализация», январь – март 1999

Компьютерная томография обладает рядом преимуществ перед обычным рентгенологическим исследованием:

1. Высокой чувствительностью, что позволяет отдифференцировать отдельные органы и ткани друг от друга по плотности в пределах 1 – 2%, а на томографах III и IV поколения – до 0,5%; на обычных рентгенограммах этот показатель составляет 10 – 20%;

2. В отличие от обычной томографии, где на так называемом трансмиссионном изображении органа (обычный рентгеновский снимок) суммарно переданы все структуры оказавшихся на пути лучей, компьютерная томография позволяет получить изображение органов и патологических очагов только в плоскости исследуемого среза, что дает четкое изображение без наслоения выше и ниже лежащих образований;

3. КТ дает возможность получить точную количественную информацию о размерах и плотности отдельных органов, тканей и патологических образований, что позволяет делать важные выводы относительно характера поражения;

4. КТ позволяет судить не только о состоянии изучаемого органа, но и о взаимоотношении патологического процесса с окружающими органами и тканями, например инвазии опухоли в соседние органы, наличие других патологических изменений;

5. КТ позволяет получить томограммы, т. е. продольное изображение исследуемой области наподобие рентгеновского снимка путем перемещения больного вдоль неподвижной трубки. Томограммы используются для установления протяженности патологического очага и определения количества срезов.

Данные КТ могут быть использованы для проведения диагностической пункции, и, что особенно важно, она может с успехом применяться не только для выявления патологических изменений, но и для оценки эффективности лечения, в частности противоопухолевой терапии, а также определения рецидивов и сопутствующих осложнений. Диагностика с помощью КТ основана на прямых рентгенологических симптомах, т.е. определении точной локализации, формы, размеров отдельных органов и патологического очага, и, что особенно существенно, на показателях плотности или абсорбции. Показатель абсорбции основан на степени поглощения или ослабления пучка рентгеновского излучения при прохождении через тело человека. Каждая ткань в зависимости от плотности, атомной массы по-разному поглощает излучение, поэтому в настоящее время для каждой ткани и органа в норме разработан коэффициент абсорбции (КА) по шкале Хаунсфильда (рис. 1). Согласно этой шкале, КА воды принят за «0», кости, обладающие наибольшей плотностью,— за + 1000, воздух, имеющий наименьшую плотность,— за - 1000. Исходя из этого, для каждого органа выбран средний показатель КА. Весь диапазон шкалы, в котором представлено изображение томограмм на экране видеомонитора, составляет от – 1024 до + 1024, но может варьировать при помощи так называемой регулировки «окна» вплоть до 0. Разрешающая способность КТ зависит от ряда факторов: локализации, формы, величины и плотности патологического очага; хорошо выявляются опухоли и другие патологические изменения в органах с естественной контрастностью – голова и шея, легкие, кости, а также органы, окруженные жировой клетчаткой. Не представляет трудности диагностика кистозных образований, инородных тел, камней, обызвествленных участков. Минимальная величина опухоли или другого патологического очага, определяемая с помощью КТ, колеблется от 0,5 до 1 см при условии, что КА пораженной ткани отличается от КА здоровой ткани на 10—15 HU.

Рис.1 Шкала Хаунсфильда.

Для увеличения разрешающей способности КТ была предложена методика «усиления» изображения. Она основана на внутривенном введении рентгеноконтрастных препаратов, в результате которого происходит повышение денситометрической разницы между здоровой тканью и патологическим образованием вследствие их различного кровенаполнения. Увеличение контрастности может быть осуществлено введением в полостные органы газа. Методику «усиления» используют для дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных образований, когда разница в их плотности отсутствует или незначительна, что не позволяет отграничить патологический очаг от здоровой ткани. Контрастирование также используется при динамических исследованиях для оценки характера и степени функциональных нарушений отдельных органов и систем. Наиболее часто «усиление» используют для выявления опухоли и метастазов в печени, почках и неорганных образованиях, где эффективность методики достигает 25 – 30%. Использование «усиления» необходимо для диагностики гемангиом в связи со специфичностью контрастирования ткани опухоли, что позволяет практически исключить необходимость ангиографического исследования. Методика «усиления» дает хорошие результаты также при диагностике патологических образований в головном мозге, средостении и органах малого таза. Методика «усиления» осуществляется перфузионным или инфузионным введением контрастного вещества, иногда контрастные препараты вводятся в близлежащие органы для создания искусственной контрастности, способствующей дифференциации патологических образований и соседних участков неповрежденной ткани и органов. При использовании методики перфузионного контрастирования препарат с концентрацией йода 60—70% вводится одномоментно из расчета 0,8—1,0 мл/кг массы тела в течение 10—20 с. Сканирование проводится до и после «усиления». Оптимальное время сканирования 10--20 с после введения препарата. При инфузионном «усилении» компьютерная томография проводится в течение капельного введения 100—200 мл 30% раствора верографина. Оптимальное время сканирования – 8 – 10 мин. При диагностических исследованиях отдельных органов, крупных сосудов и сердца используется болюсное внутривенное введение 30 – 40 мл 60% раствора верографина или урографина в локтевую вену в течение 10 – 12с. с помощью автоматического инъектора с одновременным сканированием. Для сканирования сердца применяется приставка «сериокард», специальная программа позволяет проводить динамическое исследование сердца синхронно с ЭКГ. Для динамического исследования сердца и крупных сосудов используется последовательное сканирование на разных уровнях томографирования с получением на каждом из них 2 – 3 срезов со скоростью 7 сканов в 1 мин. После достижения пика контрастирования и компьютерной обработки (сложения сканов) получают информацию о состоянии органов средостения. Для компьютерной ангиографии печени и других органов брюшной полости и малого таза используется болюсное внутривенное введение 20 – 30 мл 50% раствора урографина со скоростью 5 – 8 мл/с.

С помощью КТ не всегда удается установить природу патологического образования, однако совокупность компьютерно-томографических признаков и данных других инструментальных методов диагностики (радионуклидной, ангиографической, ультразвуковой) в сочетании с клинической картиной представляет возможность судить о природе такого образования.