Принцип работы и возможности компьютерного томографа

Содержание

Как работает современный томограф?

Какие типы аппаратов КТ бывают

Бывают томографы последовательные и спиральные. Первый вариант томографических установок принадлежит аппаратам начального поколения. Устройства дают способность единовременно конструировать только одно сечение, получаемое в результате рентгеновского излучения. Сегодня применяется редко из-за долгой продолжительности процедуры, приличного количества поглощаемой лучевой нагрузки.

Вид устройств, предполагающий действие рентгена по спирали, из-за смешивания направлений сканируемой трубки, стола с человеком помогает получать больше информации за короткий срок, объем облучающего воздействия становится меньше.

Устройства разделяются на односрезовые, образующие за один полный круг единственный сканирующий слой; мультисрезовые, позволяющие создавать несколько срезов.

Основные достоинства мультиспиральных КТ-аппаратов: повышение скорости исследования, отношения полезного сигнала к уровню шума, снижение ионизирующего влияния на больного, увеличенная зона анатомического покрытия, минимальная длительность обследования, улучшение качества снимка.

Сегодняшняя медицина чаще использует приборы с числом слоев от 16 до 64. 16-срезовые КТ-установки наделены скоростными показателями, в 24 раза превышающими параметры односрезовых и вчетверо превосходят по быстроте 4-срезовое оборудование. Заметно сокращается время проведения сканирования (в 30 раз), падает доза КТ лучей по причине уменьшения экспозиции, артефакты движения еле видны. Для создания картинки большого разрешения, сокращения временных затрат на диагностику внедряются сканеры с увеличением количества срезов до 64.

Последние сканеры имеют огромную значимость для высококачественной томографии всех отделов организма, особенно, находящихся постоянно в динамике — сердца, костных сочленений. Оперативность формирования изображения позволила стать 64-срезовым аппаратам КТ заменой классическим способам проверки работоспособности органов – введению сердечных катетеров, ангиографии. Получается осуществлять обследование коронарных сосудов, области живота, нижнего таза, груди за считанные секунды. КТ с контрастным усилением делает возможным отображение мельчайших элементов сосудистой системы головного мозга, почек, опухолевого образования, повреждения внутри суставов, нарушения целостности костей, непростые травмы, иные острые патологии.

Встречаются 320-срезовые представители, диагностические возможности которых даже сложно представить.

Особенности подготовки к процедурам

Какой-то основательной подготовки ни КТ, ни МРТ не требуют. Оба исследования проводятся на пустой желудок. При КТ от приема пищи нужно отказаться за два часа, а при МРТ – за пять-шесть.

Если планируется обследование органов брюшной полости, необходимо за пару дней до диагностики исключить продукты, способные вызвать метеоризм, а также любой алкоголь. Незадолго перед МРТ рекомендуется принять слабительное или сделать клизму непосредственно перед процедурой, чтобы очистить кишечник.

КТ или МРТ органов малого таза обычно проводится на полный мочевой пузырь. Поэтому пациентов просят выпить побольше жидкости и воздержаться от походов в туалет. Рекомендуется развести в чистой воде такие препараты, как «Урографин» или «Триомбраст».

Если в клинике, где проходит обследование, не выдается специальная одежда, пациент может принести собственную. Она должна быть свободной, не сковывающей движений. Перед процедурой МРТ следует снять все предметы из металла.

В некоторых случаях подготовка к обследованию включает прием препаратов успокаивающего характера или анестезию. Если делается томография с контрастом, то специальное вещество вводится непосредственно перед процедурой, внутривенно.

Иные разновидности компьютерной томографии

Кому нельзя делать КТ?

Абсолютным запретом для проведения компьютерной томографии является только наличие в теле пациента металлических предметов и стимуляторов (кардиологических, повышающих умственную деятельность). Все остальные состояния и заболевания, при которых не желательно применять данную процедуру, являются относительными. К ним причисляются:

  • период вынашивания ребенка (особенно первые три месяца);
  • детский возраст;
  • серьезные патологии сердца;
  • период лактации;
  • психические дисфункции;
  • миелома;
  • патологии щитовидки;
  • почечная недостаточность в выраженной форме;
  • осложненный сахарный диабет;
  • патологии крови системного характера;
  • бронхиальная астма;
  • аллергия на контрастное вещество (при использовании соответствующего вида КТ);
  • отклонения, при которых пациент не может лежать неподвижно определенное время;
  • масса тела более 120-150 килограмм (данное противопоказание обусловлено неспособностью аппарата выдерживать такой вес).

Во всех перечисленных случаях компьютерную томографию рекомендуется заменить другим аналогичным методом. При отсутствии альтернативы, если речь идет об угрожающей жизни ситуации, процедура КТ проводится. Решение об этом принимает лечащий врач.

Виды компьютерных томографов

Ограничения


Компьютерная томография может использоваться для диагностики заболеваний органов брюшной полости – печени, селезенки, поджелудочной железы, желчного пузыря, желудка и кишечника, брюшной аорты.

Несмотря на то, что метод позволяет врачу получить важную информацию о состоянии внутренних органов, показания к его применению строго ограничены.

  • В первую очередь это связано с негативным влиянием на пациента ионизирующего облучения, которое способно накапливаться в организме.
  • Кроме того, для усиления четкости изображения, особенно при исследовании сосудов или подозрении на наличие сильно васкуляризованных образований (опухолей), разработана специальная методика КТ с усилением. Она проводится после внутривенного введения больному контрастного вещества, что сопряжено с дополнительными рисками. Ведь контраст – хоть и инертное, но чужеродное вещество и реакция на введение его в организм у каждого человека может быть различной. У одних людей не возникает никаких неприятных ощущений, у других – это вызывает тяжелые реакции сходные с аллергией.


Принцип работы компьютерной томографии

Почему КТ — не панацея?

Как формируется изображение в результате компьютерной томографии?

При получении плоскостного рентгеновского снимка просвечивание тела пациента и получение изображения на пленке происходит одновременно. При этом картинка отражает суммарное поглощение рентгеновского луча при прохождении через все слои исследуемого участка. Способность поглощать излучения называют рентгеновской плотностью. Чем она выше, тем меньше лучей попадает на пленку и, как следствие, изображение будет более светлым.

При проведении компьютерной томографии используется совершенно другой принцип: область исследования виртуально делится на микроскопические кубики – вокселы (от англ. volume element – элементы объема). Для каждого из них в процессе компьютерной обработки данных будет рассчитана собственная величина рентгеновской плотности. Чем она выше, тем светлее будет пиксель (от англ. picture element), соответствующий этому вокселу на плоскостной картине среза. Получение изображения проходит в два этапа:

Сканирование проводится с помощью рентгеновской трубки, которая закреплена внутри рамы аппарата и может перемещаться по окружности и одного или нескольких датчиков, вращающихся синхронно с трубкой или неподвижно закрепленных в зависимости от модели аппарата. Этот этап аналогичен получению большого количества рентгеновских снимков в различных проекциях с той разницей, что приемником является не пленка, а электронный датчик. Он обладает большей чувствительностью в сравнении с пленкой, поэтому облучение при КТ превышает таковое при рентгенографии не в тысячи, а в несколько десятков раз.

Схема работы компьютерного томографа: 1 -вращающаяся рентгеновская трубка; 2 — неподвижные детекторы

Компьютерная обработка: на основании данных полученных на первом этапе, компьютер составляет линейную систему уравнений для вычисления плотности каждого элемента объема. Для каждого направления луча система фиксирует набор вокселов, через которые он проходит и приравнивает сумму поглощения рентгеновского излучения в каждом из них к результирующему значению, которое было получено в результате сканирования. Для получения изображения размером 300х300 пикселов компьютеру потребуется решить систему из 90 тыс. линейных уравнений. Четкость изображения будет зависеть от того, сколько срезов и с каким разрешением было отсканировано.

Показания

КТ снимок лёгких (Рак)

Рассмотрим показания к проведению обеих процедур.

Показания к КТ Показания к МРТ
1. Отклонения опорно-двигательного аппарата и заболевания суставов. Методика выявляет артрозы, артриты, болезнь Бехтерева, остеохондроз и другие. При помощи КТ нельзя провести полное сканирование позвоночника, но в выявлении патологических процессов, определённых его частей, методика занимает одно из ведущих мест. 2. Наличие злокачественных образований, наростов, деформирования костей. 3. Травмирование костной ткани организма, такие как перелом, трещина, вывих определяются на этапе расшифровки информации (специалистом используется книга «Норма при КТ и МРТ-исследованиях»). 4. Атеросклероз, сопровождающийся изменением структуры сосудов и снижением работоспособности всей системы. 5. Сканирование мягких тканей органов дыхательной, половой, мочевыводящей систем, а также ЖКТ при помощи контрастного исследования. 1. При необходимости подтверждения развития опухолей, кист, наростов мягких тканей (мышечной, жировой) после предварительного ультразвукового исследования. 2. Контроль состояния и работы различных участков в головном мозге. Это может быть как физический, так и психический фактор. 3. Выявление развития патологических процессов в спинном мозге. 4. Диагностирование отклонения в структуре мягкой, хрящевой ткани позвоночника.

МРТ снимок головы

Плюсы и минусы МСКТ

К основным плюсам относится скорость вращения и количество датчиков, позволяющих просканировать весь орган за одно вращение. Благодаря получению множества срезов значительно возрастает точность диагностики. За одно вращение получается до 320 снимков. Скорость обследования – не более получаса, чаще намного меньше.

За счет этого снижается продолжительность воздействия рентгеновских лучей, что уменьшает получаемую пациентом дозу радиации. С помощью МСКТ получаются снимки высокого разрешения, качество изображения значительно улучшается. Это повышает информативность изображения. Оно позволяет рассмотреть структуру тканей, а также проследить за протекающими в них процессами.

К минусам мультиспиральной томографии можно отнести только облучение, которого не избежать. Но его дозировка строго контролируется, поэтому безвредна, если сканирование не проводится часто. Другие минусы – ряд противопоказаний и высокая стоимость исследования (в сравнении с рентгеном и УЗИ).

Контрастное усиление

Типы аппаратов для проведения КТ –

Это очень важный момент! Существует несколько видов аппаратов для проведения КТ зубов и челюстей

Очень важно знать – на каком именно аппарате вам будут делать КТ, т.к. некоторые из них обладают слишком высокой лучевой нагрузкой, а другие просто не смогут дать качественного изображения (в зависимости от того – снимаете ли вы костную ткань или мягкие ткани лица)

Пошаговая компьютерная томография зубов  – это один из первых типов томографов, которые появились очень давно. Его отличает низкое разрешение изображения, низкая четкость структур костной ткани. Кроме того, лучевая нагрузка за 1 полное обследование челюстно-лицевой области будет составлять 1500 мкЗв (это в 1,5 раза превышает безопасную дозу в 1000 мкЗв в год).

Мульти-спиральная компьютерная томография (МСКТ)  – на спиральном томографе лучевая нагрузка намного меньше – около 300-400 мкЗв, но все-равно она достаточно опасна. Как и у пошаговых томографов здесь присутствует низкое разрешение изображения, низкая четкость структур костной ткани. Но при этом спиральные томографы лучше всего подходят для проведения исследования мягких тканей лица (слюнных желез, мышц, лимфоузлов).

Конусно-лучевая компьютерная томография (КЛКТ)  – это самый современный тип компьютерной томографии в стоматологии. Его отличает очень высокая четкость на снимке структур костной ткани, зубов, корневых каналов. Кроме того, лучевая нагрузка на конусно-лучевом томографе за 1 обследование составляет в норме не более 90 мкЗв, что позволяет проводить при необходимости даже повторную диагностику.Нужно отметить, что лучевая нагрузка у конусно-лучевых томографов разных производителей будет отличаться, но имеет значение не только это, но и размер/масса тела пациента. Так, у одного из лучших томографов «Sirona Galileos» доза облучения крупного мужчины составит всего около 55 мкЗв (за 1 обследование от «уха до уха»), женщины – около 34 мкЗв, а ребенка 10 лет – около 11 мкЗв.

Важно: для просмотра получаемых трехмерных снимков используются специальные программы, совместимые с персональным компьютером. Такие программы содержат набор инструментов для обработки изображения в 2D- и 3D-форматах

Системы компьютерной томографии даже одного типа будут отличаться друг от друга как минимум по удобству программного обеспечения, что в конечном итоге определяет возможности врача для анализа изображения.

Таким образом, эффективность даже суперсовременной конуснолучевой компьютерной томографии может быть разной, и зависеть от возможностей программного обеспечения (отличающимся у разных производителей КЛКТ). Поэтому важен не только выбор типа КТ, но и конкретного производителя.

Компьютерная томография зубов: видео

Какие аппараты для КТ зубов будут лучшими  –

Эта статья написана практикующим стоматологом, специализирующимся на хирургии и имплантации зубов. Нам не хочется, чтобы нас обвиняли в рекламе конкретного производителя, но многолетний опыт проб и ошибок позволяет нам сделать однозначный выбор в пользу «SIRONA Galileos», а на второе место мы бы поставили аппарат «PICASSO».

Если вы собрались делать имплантацию зубов, полное обследование всех зубов, или вам нужно качественное ортодонтическое обследование – «Sirona Galileos» будет лучшим выбором (24stoma.ru). Детальность изображения у обоих аппаратов на высоте, однако только Sirona без длительных манипуляций сразу позволяет врачу увидеть на экране компьютера еще и «панорамный снимок» всех зубов пациента, а в Picasso – его нужно еще будет долго выстраивать из различных срезов (будем надеяться, что врач вообще умеет это делать, или просто не поленится выстраивать такой снимок).

Важно: если вы делаете снимок для имплантации, то обязательно снимок должен быть сделан с разметкой в области отсутствующих зубов (запомните эту фразу)! Без разметки ваш снимок будет малоинформативен и практически бесполезен, поэтому об этом вы должны договариваться еще до проведения КТ. Не менее важно, чтобы в идеале разметка была сделана не рентген-лаборантом (это подразумевает среднее мед.образование), а именно врачом-рентгенологом

В этом случае можно быть уверенным, что разметка будет сделана правильно, и во время операции ни врача, ни пациента не будут ждать неприятные сюрпризы. Если вы живете в Москве, то такие правильные снимки с разметкой мы отправляем пациентов делать в один из медицинских центров Москвы (к конкретному врачу-рентгенологу, с которым мы давно сотрудничаем), либо в сеть центров рентгенодиагностики «Picasso».

Принцип работы компьютерной томографии и ее главные отличия от иных методов диагностики

Изобретение рентгена в свое время стало прорывом в диагностике различных заболеваний. Однако прогресс не стоит на месте. Эволюция затронула не только человека, но и все приборы и технику, связанную с ним. Следующим прорывом, который повлиял на медицинскую отрасль и мир в целом, стало изобретение компьютера. Совместив и усовершенствовав оба этих мировых изобретения, производители медицинского оборудования предоставили миру аппарат, который стал отправной точкой для развития целой медицинской отрасли. В тот момент получила свое начало рентгеновская компьютерная томография или сокращенно РКТ.

Принцип работы компьютерной томографии (КТ) основывается на применении все тех же рентгеновских лучей. Однако структура работы устройства имеет несколько отличий. Виной этому различная структура обоих аппаратов и их функциональные возможности.

Рентген формирует изображение в единичный момент воздействия пучком лучей на организм, которые полностью пронизывают человека и тем самым воспроизводят картину его органов. Это изображение, как правило, двумерно, и на нем нельзя распознать отдельные ткани или органы. Лишь общую суть и протекание процессов возможно вычленить из этой картинки.

КТ основана на длительном анализе исследуемого объекта. Принцип ее работы заключается в последовательном непрерывном низкочастотном облучении определенного участка. Процесс этот производится, как правило, в неподвижном состоянии, что может вызвать некоторые сложности для пациента, связанные с длительным временем обездвиживания. Однако эти вторичные неудобства являются необходимой мерой для получения точного, а, главное, верного диагноза. Попеременно проходя через тело человека, лучи возвращаются в специальный приемник, который анализирует их и выводит результаты исследований на экран компьютера. Визуальное отображение, полученное таким способом, является детальным и четким, поскольку полностью отображает ткани, кости и даже сосуды исследуемого участка. Это изображение является отличным помощником при составлении верного диагноза.

Эволюция КТ-аппаратов

Принято выделять 4 этапа совершенствования компьютерных томографов, каждое поколение которых отличалось улучшением качества получения информации благодаря увеличению количества принимающих детекторов и, соответственно, количества получаемых проекций.

1 поколение. Первые компьютерные томографы появились в 1973 году и состояли из одной рентгеновской трубки и одного детектора. Процесс сканирования осуществлялся посредством осуществления оборота вокруг тела пациента, в результате чего получался один срез, обработка которого занимала около 4–5 минут.

2 поколение. На смену пошаговым томографам, пришли аппараты, использующие веерный метод сканирования. В аппаратах такого типа использовалось сразу несколько детекторов, расположенных напротив излучателя, благодаря чему, время получения и обработки информации удалось сократить более чем в 10 раз.

3 поколение. Появление компьютерных томографов 3-го поколения заложило основу для последующего развития спиральной КТ. В конструкции аппарата было предусмотрено не только увеличение количества люминесцентных датчиков, но и возможность пошагового перемещения стола, во время движения которого происходило полное вращение сканирующей аппаратуры.

4 поколение. Несмотря на то что существенных изменений в качестве получаемой информации, с помощью новых томографов, достигнуть не удалось, положительным изменением стало сокращение времени обследования. Благодаря большому количеству электронных датчиков (более 1000), стационарно расположенных по всему периметру кольца, и самостоятельному вращению рентгеновской трубки, время, затрачиваемое на один оборот, стало составлять 0,7 секунды.

Важно! Одной из основных целей совершенствования КТ, является не только улучшение качества получаемой информации, но и сокращение времени проведения процедуры, что позволяет существенно снизить объем лучевой нагрузки на пациента.

Виды МРТ-исследований

Подготовительные мероприятия

Как работает МРТ?

Магнитно-резонансная томография – самый информативный и безопасный метод не инвазивной диагностики. Метод базируется на силе отклика атомов водорода, под действием мощного магнитного поля, во внутренних органах и тканях. Оборудование улавливает смену положения атомов водорода, под действием магнитного поля, и перерабатывает их в трехмерное изображение.

Получить бесплатную консультациюКонсультация ни к чему Вас не обязывает

В каких случаях прибегают к магнитно-резонансной томографии?

В первую очередь, МРТ является самым информативным методом исследования позвоночника, его опухоли, травмы, патологии и т.д. Так же МРТ актуален в исследовании головного мозга и мягких тканей. Как и в случае с компьютерной томографией, МРТ полезна в исследовании и выявлении ранних стадий онкологических заболеваний.

Характеристика метода

Что такое компьютерная томография? Это метод, позволяющий определить состояние любого внутреннего органа без проникновения внутрь тела. Относится к группе не инвазивных. Применяется с 1988 года. За три десятка лет приобрел большую популярность из-за высокой информативности результатов.

КТ предполагает использование томографа – специального аппарата, раздающего рентген-лучи. Они проникают в тело и поглощаются тканями под разными углами. Степень поглощения зависит от плотности тканей – на этом и основан механизм проведения обследования.

Специальные чувствительные датчики фиксируют малейшие изменения в тканях и транспортируют эту информацию компьютеру. Он обрабатывает поступившие данные и превращает их в трехмерное изображение, которое диагност видит на мониторе. Метод работает по принципу рентгенографии. Однако является более усовершенствованным и точным. Второе его название – рентгеновская компьютерная томография.

Сколько длится КТ

Немалая популярность компьютерной томографии связана в том числе и с тем, что данный метод занимает совсем немного времени – в среднем обследования проходят где-то за двадцать минут, несколько растягиваясь в тех случаях, если используется контраст. Однако этот показатель всегда зависит от обследуемой области – некоторые снимки делаются аппаратом за считанные минуты и даже секунды, тогда как другие затягиваются.

Больший срок занимает подготовка к обследованию, особенно в случаях с вводимым контрастом (в таком случае прибавляем ко времени обследования как минимум десять минут – сколько занимает времени, чтобы вещество разошлось по кровеносной системе). Помимо того, после обследования еще некоторый срок – обычно это час-полтора, – займет написание врачом диагностики заключения по результатам КТ.

Обоснование назначений, риски и ограничения метода

Риск для здоровья пациента при проведении КТ может быть связан с действием ионизирующего облучения либо с реакцией на вещество, применяемое для внутривенного контрастирования. В первом случае врач должен обосновать назначение, взвесив предполагаемую дозу облучения, ценность диагностической информации, ее доступность при проведении альтернативных методов обследования и риск возможной диагностической ошибки при отказе от КТ.

Детям компьютерная томография проводится, если польза от диагностики в значительной мере превышает возможные риски

Исследование противопоказано беременным женщинам, а детям младшего возраста назначается с осторожностью. Контраст не используют при патологии почек, сахарном диабете, беременности, тиреотоксикозе и общем тяжелом состоянии пациента

Если показания к исследованию определены верно, а необходимую информацию невозможно получить другим путем, томографию можно проводить столько раз, сколько это необходимо.

Величина лучевой нагрузки, также как и диагностические возможности метода, зависят от класса аппарата и профессионализма врача-рентгенолога, который устанавливает индивидуальные параметры сканирования в зависимости от предполагаемого диагноза и интересующей клинициста информации. Описание, которое выдается на руки пациенту после прохождения томографии, не может содержать окончательного диагноза. Насколько бы явными ни были признаки заболевания на КТ, это исследование остается в медицине вспомогательным, а диагноз должен быть подтвержден клиническими и лабораторными данными.

Для каких исследований больше всего подходит?

Без магнитно-резонансной томографии не обойтись при диагностике таких состояний:

  • многие недуги воспалительного характера, например, мочеполовых органов;
  • нарушения головного и спинного мозга (патологии нервной системы, гипофиза);
  • опухоли, как доброкачественные, так и злокачественные. Этот единственный метод, который предоставляет самые точные данные о метастазах, позволяет видеть даже самые мелкие, которые при других исследованиях незаметны. Помогает выяснить, уменьшаются ли они после проведенной терапии или, наоборот, увеличиваются;
  • патологии сердечной и сосудистой систем (сосудистые нарушения, пороки сердца);
  • травмы органов и мягких тканей;
  • для определения эффективности проведенного оперативного лечения, химиотерапии и лучей;
  • инфекционные процессы в суставах и костях.

Разновидности КТ

Подготовка к компъютерной томографии с контрастированием и без для взрослых и детей

Это, однако, не относится к тем обследованиям, которые требуют применения контраста: если планируется введение контрастирующего вещества, то необходимо соблюдать диету перед КТ и не есть хотя бы несколько часов. Также здесь нужно крайне внимательно отнестись к возможным противопоказаниям – такие состояния, как аллергия на йод, заболевания почек и печени, сахарный диабет являются довольно жесткими ограничивающими факторами.

Для прохождения диагностики стоит выбрать свободную и комфортную одежду, которая не будет стеснять движений или причинять неудобства в процессе. В некоторых больницах для прохождения обследования могут предложить свою одежду, однако лучше всего подготовиться самостоятельно. Также перед КТ стоит избавиться от всех металлических аксессуаров и украшений – они могут вызвать помехи в работе аппарата.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий