Медична радіологія - Лазар А.П. 2008

Методи променевої діагностики
Рентгенівська комп'ютерна томографія

У 1963 році в журналі прикладної фізики з’явилася стаття мало відомого тоді фізика А.Кормака з Південної Африканської Республіки, в якій він запропонував математичний засіб реконструкції зображення головного мозку з допомогою тонко направленого пучка Х-проміння. Тільки через 7 років на цю публікація звернула увагу фірма фахівців в області створення електронної музики, якою керував в той час ще невідомий інженер Г.Хаунсфілд. За короткий термін вчені змогли створити апарат нового типу. Час сканування цим апаратом першого об’єкту (мозок, законсервований в формаліні) склав 9 годин. Але вже в 1972 році була зроблена перша томографія жінці з пухлиною мозку. Переваги нового засобу були настільки очевидні, що багато великих електронних фірм переключилися на виробництво цих апаратів. Згодом їх стали називати комп’ютерними томографами (КТ, англ. - СТ). Перші КТ були спроектовані тільки для дослідження голови, однак незабаром з’явилися і сканери для всього тіла. У теперішній час КТ можна використати для візуалізації будь-якої частини тіла (мал. 9).

Суть методу рентгенівської комп’ютерної томографії полягає у цифровій реконструкції зображення поперечних пошарових зрізів тіла людини, отриманих внаслідок аналізу комп’ютером ступеню ослаблення вузького пучка рентгенівського випромінювання. В основі методу, як і при рентгенографії, лежить властивість різних за щільністю та атомною вагою тканин неоднаково поглинати рентгенівське випромінювання.

Мал. 10. Схема будови рентгенівського комп’ютерного томографа.

1 - рама-гентрі; 2 - рентгенівська трубка; 3 - детектори.

Рентгенівська трубка, що дає вузький пучок рентгенівського випромінювання, завдяки системі щілинних коліматорів, рухається по колу навколо об’єкта і робить повний оберт у 3 60⁰ (мал. 10). Колова система змонтованих у рамі-гентрі детекторів перетворює енергію випромінювання в електричні сигнали, що потім математично обробляються і подаються у наглядній візуальній формі на екрані монітору у вигляді чорно-білого зображення. Це зображення можна зберегти у цифровій формі або віддрукувати на фотоплівку.

Щільні ділянки тіла, що зумовлюють значне поглинання рентгенівського випромінювання, дають світле зображення на комп’ютерній томограмі, а ділянки з малою щільністю - темне зображення. Денситометричну щільність різних тканин тіла людини вимірюють в умовних одиницях Гаунсфілда (HU - Hounsfield units) (мал. 11). За 0 HU прийнята щільність води, +1000 HU - щільність кістки, - 1000 HU - щільність повітря. Більшість тканин людського тіла мають денситометричну щільність від -100 до +200 HU. Для кращого розпізнавання різних за денситометричною щільністю сусідніх анатомічних структур використовують дослідження у межах певного електронного вікна, що задається оператором на комп’ютері, наприклад, від 0 до +200 HU. Зменшення ширини електронного вікна призводить до збільшення контрастності зображення.

Комп’ютерна томографія має такі переваги перед рентгенологічним дослідженням: а) має високу чутливість, що дозволяє диференціювати окремі органи і Тканини за щільністю в межах 1%, тоді як на звичайних рентгенограмах цей показник становить близько 10%; б) на відміну від звичайної томографії комп’ютерна томографія дозволяє отримати чітке зображення органів і патологічного осередку тільки в площині досліджуваного зрізу без нашарування вище- і нижчерозміщених структур; в) дозволяє отримати точну інформацію про розміри і щільність окремих органів, тканин і патологічних утворень; г) дозволяє дослідити взаємовідношення патологічного процесу з навколишніми органами і тканинами.

Зазвичай на комп’ютерних томографах виконують до 10 горизонтальних зрізів (їх також називають аксіальними зрізами) завтовшки 5-10 мм на відстані 5-10 мм одне від одного. Виконання тонших (до 1 мм) зрізів потребує збільшення променевого навантаження на хворого. Шляхом комп’ютерної реконструкції отриманих зрізів можна побудувати зображення не тільки у горизонтальній площині, але й у фронтальній та сагітальній площинах, проте дещо гіршої якості. На отриманих зрізах вивчають будову органів, їх денситометричну щільність, топографічне розташування та відношення до сусідніх анатомічних структур.

Мал. 11. Шкала поглинання Гаунсфілда (на рівні голови).

У сучасних спіральних комп’ютерних томографах під час колового руху рентгенівської трубки у рамі Гентрі відбувається одночасний поздовжній рух столу з пацієнтом (мал. 12). Таким чином, трубка рухається навколо тіла пацієнта гвинтоподібно, що дозволяє отримати серію зрізів певної ділянки тіла доволі швидко, протягом 20-30 сек, на відміну від планарних (конвенкційних) томографів, де отримання серії пошарових зрізів займає 10-15 хв. Завдяки появі спіральних комп’ютерних томографів з’явилась можливість побудови об’ємного (тривимірного, або 3D) зображення органа, виконання комп’ютерної ангіографії та віртуальної ендоскопії.

Мал. 12. Принцип роботи спірального комп’ютерного томографа.

Внутрішньовенне контрастування йодистими сполуками покращує візуалізацію окремих органів та патологічно змінених тканин під час проведення комп’ютерної томографії з контрастним підсиленням зображення. Пероральне контрастування під час КТ органів черевної порожнини застосовується для того, щоб відрізнити різні відділи шлунково-кишкового тракту від поруч розташованих структур.

Під контролем КТ виконують пункції та направлену біопсію різних органів і патологічних вогнищ. Надзвичайно важлива роль КТ в контролі за консервативним і хірургічним лікуванням хворих. КТ - це цінний метод точної локалізації пухлинних новоутворювань і наводки джерела іонізуючого випромінювання на вогнище при плануванні променевого Лікування злоякісних новоутворень.