14. Принцип получения изображения. Цифровые технологии получения изображения.

Исскуственное контрастирование. Общие, частные и специальные методики рентгенологического исследования. Диагностические возможности метода.

Принцип получения рентгеновского изображения основан на способности различных тканей в разной степени поглощать рентгеновское излучение. Степень поглощения зависит от плотности ткани, атомного номера составляющих ее элементов и толщины.

Ф изображение преобразуется в цифровой сигнал. Принцип оцифровки изображений в том числе рентгеновских на всех приборах аналогичен.

Так как диапазон плотностей серого цвета намного меньше зарядовой ёмкости фотодиода оцифровка определяет главную информацию рентгеновского изображения объекта. Для детального просмотра изображения требуется выразить верхний и нижний уровни визуализации серого цвета. Для этого пиксели, числовые значения которых находятся в диапазоне от верхнего до нижнего уровня, преобразуются в полутона серого, а всё что выше или ниже заданных уровней — в белый и чёрный цвета. Таким образом достигается хорошее разрешение, увеличение диапазона яркости(контрастности) изучаемых элементов исследуемого объекта.

Наибольшую информацию дает рентгенологическое исследование тех отделов человеческого тела, где соседние органы имеют различную плотность и тем самым создают естественный контраст, позволяющий легко разграничивать эти органы.

Такой естественный рентгенологический контраст существует в грудной клетке, где более плотные ткани сердца и крупных сосудов окружены воздушными, т.е. значительно менее плотными, легкими, а также в скелете, где плотные, содержащие минеральные соли кости окружены менее плотными мышцами. Таким образом, сердце и легкие можно исследовать непосредственно на экране или на пленке. Сложнее обстоит дело с исследованиями тех органов и систем, которые по плотности не отличаются от окружающих органов и тканей. Это относится к органам брюшной полости и пищеводу, к содержимому черепной коробки. В этих случаях прибегают к искусственномуконтрастированию.

Контрастные вещества были предложены вскоре после открытия рентгеновых лучей. Вначале таким способом исследовали желудочно-кишечный тракт, затем стали исследовать и другие органы и системы.

Контрастные вещества, применяемые в рентгенодиагностике, делятся на две группы.

1. Контрастные вещества высокой относительной плотности, задерживающие рентгеновы лучи и создающие тень исследуемого органа более интенсивную, чем окружающие его ткани. В настоящее время из них в основном применяют соединения йода и бария.

2. Контрастные вещества малой относительной плотности, Менее плотные, чем исследуемый орган, и легко пропускают рентгеновы лучи, что позволяет выявлять на их фоне этот орган.

К ним относятся воздух и различные газы (кислород гелий, закись азота, углекислый газ). В клинической практике чаще всего пользуются воздухом и кислородом.

Способы контрастирования делятся на 3 группы в зависимости от путей введения контрастного вещества.

1. Первый способ - контрастное вещество вводят через естественные отверстия человеческого тела.

2. Второй способ - контрастное вещество вводят в ток крови.

3. Третий способ, контрастное вещество вводят непосредственно в ткани, органы и замкнутые полости.

Контрастирование применяют для исследования желудочно-кишечного тракта (пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник), для этого используют водную взвесь сульфата бария, которую больной принимает внутрь или вводят в клизме.

Этим же способом исследуют трахею и бронхи (бронхография), мочевой пузырь (цистография), средостение (медиастинография), полости суставов (артрография), придаточные пазухи носа.

В организме многие смежные органы имеют одинаковую плотность. При обычной рентгеноскопии тени их сливаются, делает рентгенологическое исследование малоэффективным. Однако даже в лих случаях путем введения в исследуемый орган контрастного вещества можно создать резкую разницу между ним и окружающими его органами и тканями на рентгеновском экране или пленке. Иногда в полостные органы - желудок, кишки, брюшную полость - вводят воздух, что позволяет создать контраст между органом, содержащим воздух, и соседними участками.

МЕТОДИКИ РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Все многочисленные методики рентгенологического исследования разделяют на общие и специальные.

К общим относятся методики, предназначенные для изучения любых анатомических областей и выполняемые на рентгеновских аппаратах общего назначения (рентгеноскопия и рентгенография).

К общим следует отнести и ряд методик, при которых также возможно изучение любых анатомических областей, но требуются либо особая аппаратура (флюорография, рентгенография с прямым увеличением изображения), либо дополнительные приспособления к обычным рентгеновским аппаратам (томография, электрорентгенография). Иногда эти методики называют также частными.

К специальным методикам относятся те, которые позволяют получить изображение на специальных установках, предназначенных для исследования определенных органов и областей (маммография, ортопантомография). К специальным методикам относится также большая группа рентгенокон-трастных исследований, при которых изображения получаются с применением искусственного контрастирования (бронхография, ангиография, экскреторная урография и др.).

ОБЩИЕ МЕТОДИКИ РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Рентгеноскопия - методика исследования, при которой изображение объекта получают на светящемся (флюоресцентном) экране в реальном масштабе времени. Некоторые вещества интенсивно флюоресцируют под влиянием рентгеновских лучей. Эту флюоресценцию используют в рентгенодиагностике, применяя картонные экраны, покрытые флюоресцирующим веществом.

Рентгенография - это методика рентгенологического исследования, при которой получается статическое изображение объекта, зафиксированное на каком-либо носителе информации. Такими носителями могут быть рентгеновская пленка, фотопленка, цифровой детектор и др. На рентгенограммах можно получить изображение любой анатомической области. Снимки всей анатомической области (голова, грудь, живот) называют обзорными (рис. 2.5). Снимки с изображением небольшой части анатомической области, которая наиболее интересует врача, называют прицельными .

Рентгеновское изображение может быть негативным или позитивным. Так, например, в негативном изображении кости выглядят светлыми, воздух - темным, в позитивном изображении - наоборот.

Флюорография - фотографирование рентгеновского изображения с флюоресцентного экрана на фотографическую пленку различного формата. Такое изображение всегда уменьшено. Основным назначением флюорографии, связанным с быстротой ее выполнения (на выполнение флюорограммы тратится примерно в 3 раза меньше времени, чем на выполнение рентгенограммы), являются массовые обследования для выявления скрыто протекающих заболеваний легких (профилактическая, или проверочная, флюорография).

Электрорентгенография - методика, при которой диагностическое изображение получают не на рентгеновской пленке, а на поверхности селеновой пластины с переносом на бумагу. 

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ

РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ

Ортопантомография - это вариант зо-нографии, позволяющий получитьразвер-нутое плоскостное изображение челюстей (см. рис. 2.12). Отдельное изображение каждого зуба при этом достигается путем их последовательной съемки узким пуч ком рентгеновских лучей на отдельные участки пленки. Условия для этого создаются синхронным круговым движением вокруг головы пациента рентгеновской трубки и приемника изображения, установленных на противоположных концах поворотного штатива аппарата. Методика позволяет исследовать и другие отделы лицевого скелета (околоносовые пазухи, глазницы).

Маммография - рентгенологическое исследование молочной железы. Оно выполняется для изучения структуры молочной железы при обнаружении в ней уплотнений, а также с профилактической целью. Молочная железа является мягкотканным органом, поэтому для изучения ее структуры необходимо использовать очень небольшие величины анодного напряжения. Существуют специальные рентгеновские аппараты - маммографы, где устанавливаются рентгеновские трубки с фокусным пятном размером в доли миллиметра. 

15. Рентгеновская компьютерная томография. Принцип получения изображений. Шкала Хаунсфильда. Виды компьютерной томографии (спиральная, мультиспиральная, электронно-лучевая, виртуальная реконструкция). Диагностические возможности метода

Компьютерная томография — это послойное рентгенологическое исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта (ΟΊ англ. scan — бегло просматривать) узким пучком рентгеновского излучения.

Узкий пучок рентгеновского излучения сканирует человеческое тело по окружности. Проходя через ткани, излучение ослабляется соответственно плотности и атомному составу этих тканей. По другую сторону от пациента установлена круговая система датчиков рентгеновского излучения, каждый из которых (а их количество может достигать нескольких тысяч) преобразует энергию излучения в электрические сигналы. После усиления эти сигналы преобразуются в цифровой код, который поступает в память компьютера. Зафиксированные сигналы отражают степень ослабления пучка рентгеновских лучей (и, следовательно, степень поглощения излучения) в каком-либо одном направлении.

Вращаясь вокруг пациента, рентгеновский излучатель «просматривает» его тело в разных ракурсах, в общей сложности под углом 360°. К концу

Попутно определяют плотность ткани на отдельных участках, которую измеряют в условных единицах — единицах Хаунсфилда (HU). За нулевую отметку принята плотность воды. Плотность кости составляет +1000 HU, плотность воздуха равна -1000 HU. Все остальные ткани человеческого тела занимают промежуточное положение (обычно от 0 до 200—300 HU).

Естественно, такой диапазон плотностей отобразить ни на дисплее, ни на фотопленке нельзя, поэтому врач выбирает ограниченный диапазон на шкале Хаунсфилда — «окно», размеры которого обычно не превышают нескольких десятков единиц Хаунсфилда. Параметры окна (ширина и расположение на всей шкале Хаунсфилда) всегда обозначают на компьютерных

томограммах. После такой обработки изображение помещают в долговременную память компьютера или сбрасывают на твердый носитель — фотопленку. Добавим, что при компьютерной томографии выявляются самые незначительные перепады плотности, около 0,4—0,5 %, тогда как обычная рентгенофамма может отобразить плотностной фадиент только в 15—20 %.

Виды компьютерной томографии:

спиральная томография, при которой излучатель движется по спирали по отношению к телу

пациента и захватывает, таким образом, за короткий промежуток времени, измеряемый несколькими секундами, определенный объем тела, который в последующем может быть представлен отдельными дискретными слоями. Спиральная томография инициировала создание новых, чрезвычайно перспективных способов визуализации — компьютерной ангиографии (рис. 11.17), трехмерного (объемного) изображения органов (рис. 11.18) и, наконец, так называемой виртуальной эндоскопии (рис. 11.19; 11.20), которая стала венцом

Мультиспиральная компьютерная томография основана на сканировании человеческого организма с помощью веерного пучка рентгеновских лучей. Важным аспектом в этом исследовании является передача рентгеновского излучения, которое преобразует полученные данные в электрические сигналы, передаёт их на компьютер для дальнейшей обработки данных и получения синтеза изображений. Изначально компьютерная диагностика предназначалась только для головного мозга, но впоследствии появился аппарат для сканирования всего тела.

В настоящее время сконструированы компьютерные томографы, в которых в качестве источника проникающего излучения вместо рентгеновского излучателя используют вакуумные электронные пушки, испускающие пучок быстрых электронов. Сфера применения таких электронно-лучевых компьютерных томографов пока ограничена в основном кардиологией.

Виртуальная реконструкция – диагностический метод, основывающийся на обработке данных с возможностью реконструкции трехмерного изображения с помощью специальных компьютерных программ. В отличие от традиционной эндоскопии виртуальная эндоскопия позволяет видеть на экране монитора как внутреннюю, так и наружную поверхность полых органов [7].Разработка и совершенствование способов диагностики и лечения заболеваний гортани и трахеи остаются одной из самых актуальных проблем оториноларингологии.

Диагностические возможности КТ:

Обычно КТ проводится после других методов диагностики как уточняющее исследование при следующих патологиях:

острые внутричерепные гематомы;

травмы позвоночника с вероятным вовлечением сосудов, нарушения мозгового кровообращения;

аномальное развитие сосудов (кинкинг-синдром, аневризмы, мальформации);

тромбоз, васкулиты, атеросклеротическое поражение;

расслоения стенок сосудов;

сдавливание сосудов, изменение их хода (извитость, петли).