Подготовка к лекции

Подготовка к лекции

«Ионизующие методы лучевой диагностики»

 

Медицинская радиология – область медицины, разрабатывающая теорию и практику применения излучений в медицинских целях. Медицинская радиология включают в себя две основные научные дисциплины: диагностическую радиологию (лучевую диагностику) и терапевтическую радиологию (лучевую терапию).

Лучевая диагностика – наука о применении излучений для изучения строения и функции нормальных и патологически измененных органов и систем человека в целях профилактики и распознавания болезней. Лучевая терапия – наука о применении ионизирующих изучений для лечения болезней.

 

В состав лучевой диагностики входят ионизирующие методы (рентгено– и радионуклидная диагностика), а также неионизирующие методы (ультразвуковая, магнитно-резонансная диагностика и медицинская термография или тепловидение). Кроме того, к ней примыкает так называемая интервенционная радиология, включающая в себя выполнение лечебных вмешательств на базе лучевых диагностических процедур.

 

Роль лучевой диагностики в подготовке врача и в медицинской практике все возрастает. Это связано с созданием диагностических центров, с вводом в строй новых больниц, оснащенных новейшей аппаратурой. Это объясняется также быстрыми успехами компьютерной рентгеновской и магнитно-резонансной томографии, ультразвуковых и радионуклидных исследований.

Указанные обстоятельства ведут к созданию новой системы медицинской диагностики, существенную часть которой составляет лучевая диагностика, открывающая небывалые прежде возможности углубленного исследования органов путем получения их изображения с помощью различных полей и излучений.

Без радиологии сегодня не могут обойтись никакие медицинские дисциплины. Лучевые методы широко используют в анатомии (ренгеноанатомия), физиологии (рентгенофизиология), биохимии (радиационная биохимия). Изучением действия ионизирующих излучений на живые объекты занимается радиобиология. В связи с развитием ядерных технологий и расширяющимся применением излучений в медицинской практике, научных исследованиях все больше значение приобретает радиационная гигиена. К смежным специальностям относятся также все основные клинические дисциплины: кардиология, пульмонология, гастроэнтерология, остеопатология, эндокринология и т.д. Уже давно не найти области изолированного использования законов и методов патологической анатомии и физиологии, терапии и хирургии, стоматологии и радиологии – есть лишь сфера их взаимного сопряженного коллективного действия.

 

Физические основы лучевой диагностики.

Излучения, используемые в лучевой терапии условно можно разделить на две группы: ионизирующие и неионизирующие.

Ионизирующими называют излучения, которые при прохождении через среду, вызывают возбуждение и ионизацию атомов, из которых состоит эта среда.

За своими физическими свойствами ионизирующие излучения делятся на фотонные (квантовые) и корпускулярные.

 

Фотонные (квантовые) ионизирующие излучения представляют собой поток электромагнитных колебаний (волн). К ним относят рентгеновское и гамма- излучение.

Корпускулярные ионизирующие излучения – поток положительно или отрицательно заряженных либо нейтральных элементарных частиц. К ним принадлежат альфа-частицы, бета-частицы (электроны и позитроны), протоны, нейтроны, нейтроны, мезоны и некоторые другие элементарные частицы.

 

Свойства ионизирующих излучений.

 

1.                Ионизирующее действие – способность вызывать распад нейтральных атомов на положительно и отрицательно заряженные частицы.

2.                Оно проникает через тела и предметы, не пропускающие свет.

3.                Оно вызывает свечение ряда химических соединений (на этом основана методика рентгеновского просвечивания).

4.                Оно разлагает галоидные соединения серебра, в том числе находящиеся в фотоэмульсиях, что позволяет получать рентгеновские снимки.

5.                Отсюда понятно, что это излучение не безразлично для живых организмов, поскольку обусловливает изменения в биосубстрате.

 

Физические и технологические основы рентгенодиагностики.

Источником излучения рентгеновских лучей есть рентгеновская трубка. Само излучение занимает область электромагнитного спектра между гамма – и ультрафиолетовым излучениями и представляет собой поток квантов (фотонов), распространяющихся со скоростью света (300 000 см/с). Эти кванты не имеют электрического заряда. Масса составляет ничтожную часть атомной единицы массы. Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых электронов в электрическом поле атомов вещества (тормозное излучение) или при перестройке внутренних оболочек атомов (характеристическое рентгеновское излучение).

 

Рентгенодиагностическая установка – это сложное техническое устройство, которое представляет собой электрофизический генератор, состоит из рентгеновской трубки, помещенной в защитный металлический каркас и закрепленной на штативе, генератора высокого напряжения из системой выпрямителей, стола для укладки пациента, пульта управления и воспринимающего устройства.

 

Рентгеновское исследование позволяет без нарушения кожных покровов и без существенного вмешательства во “внутренние дела” организма излучать положение, форму, величину, состояние поверхности и состояние всех органов и систем человека и следить за их функцией в условиях, близких к физиологическим. При этом улавливаются даже небольшие нарушения в морфологии и функции органов.

Объектом исследования в медицинской практике является пациент. Это может быть здоровый человек, которого обследуют с целью исключения скрыто протекающего заболевания, или это больной, направленный для выявления и уточнения характера патологических изменений в его организме.

При прохождении через тело человека пучок рентгеновского излучения ослабляется. При этом тело человека представляет для излучения неоднородную среду – в разных тканях и органах оно поглощается с неодинаковой степени ввиду их разной толщины, плотности и химического состава.

 

При разной толщине слоя излучение сильнее всего поглощается в костной ткани. Почти вдвое слабее оно задерживается в паренхиматозных органах, мышцах, жидких средах организма. Еще меньше поглощается оно в жировой клетчатке. И, наконец, весьма мало рентгеновское излучение задерживается в газах (воздух в легких и желудке, газ в кишечнике). Нетрудно сделать из сказанного простой вывод: чем сильнее поглощает исследуемый орган излучение, тем интенсивнее тень, которую оно отбрасывает на рентгеновский флуоресцентный экран и наоборот: чем больше лучей пройдет через орган, тем слабее его тень на экране.

Для того, чтобы получить дифференцированное изображение тканей, примерно одинаково поглощающих излучение, применяют искусственное контрастирование. С этой целью в организм вводят вещества, которые поглощают рентгеновское излучение сильнее, или, наоборот, слабее, чем мягкие ткани, и тем самым создают достаточный контраст по отношению к исследуемым органам. Вещества, задерживающие излучение сильнее, чем мягкие ткани, называют рентгенопозитивными. Они созданы на основе тяжелых элементов – бария и йода. В качестве же рентгенонегативных веществ используют газы: закись азота, углекислый газ, кислород, воздух. Основные требования к рентгеноконтрасным веществам очевидны: их максимальная безвредность (низкая токсичность), быстрое выведение из организма.

 

 

Существует два принципиально различных способа контрастирования органов. Один из них заключается в прямом (механическом) введении контрастного вещества в полость органа – в пищевод, желудок, кишечник, желудочные пути, мочевые пути, в полость матки, бронхи, кровеносные и лимфатические сосуды. В других случаях контрастное вещество вводят в полость или клеточное пространство, или путем пункции – в паренхиму органа.

Второй способ контрастирования основан на способности некоторых органов поглощать из крови введенное из крови вещество, концентрировать и выделять его.

 

Методики рентгенологического исследования.

За способом получения изображения, методики рентгенологического исследования делятся на три группы:

а)       общего назначения (универсальные, основные);

б)      дополнительные;

в)      специальные.

Такое деление условно, но общепринятое в медицинской литературе.

Следует отметить, что с появлением компьютерных технологий появилось другое деление, в основе которого лежит технологический уровень получения диагностической информации:

а)      общепринятые (традиционные, конвенциональные);

б)      компьютерные технологии;

в)      интервенционные технологии.

 

Методики рентгенологического исследования общего назначения

(универсальные, основные)

№	Название воспринимающего устройства	Название методики	Название аппарата	Вид информации
1                                       2                                         3             4                 5.	Рентгеновская пленка                                     Полупроводни ковые  селеновые пластины                                   Флуоресцую-щий экран           Рентгеновский электронно-оптический преобразователь (ЭОП) – усилитель рентгеновского изоб-ражения (ПРЗ) Дозиметричес кие детекторы	1.Рентгенография (рентгеновский снимок)               2.Рентгенография из контрастирова нием объекта обследования рентгено-контрастным веществом (гастрография иригография и т.д.) Електрорентгено-графия (ксеро-рентгенография)                                     1.Рентгеноскопия (рентгеновское просвечивание)         1.Рентгеноскопия с использованием ПРЗ или рент-генотелевизионного просвечивания         1.Дигитальная рентгенография (рентгеноскопия)                 2.Компьютерная томография (КТ) а) обычная; б) спиральная; в) электронная	Универсальный рентгено-диагностический аппарат (устройство для ренгтгенографии)         – ” –                   Универсальный Рентгенодиаг-ностический аппарат (устройство для рентгенографии) и специальный аппарат к нему (электрорентге-нограф)                       Универсальный Рентгенодиагно-стический Аппарат (устройство для рентгеноскопии)   Универсальный рентгено- Диагностический аппарат с усилителем рент-геновского изоб-ражения.     Дигитальные рентгенодиагнос-тические установки.               Рентгеновский компьютерный томограф	1.Рентгенограмма – плоскостное изображение объекта на рентгеновской пленке (негативное) после ее экспозиции, фотообработки и высушивания Рентгенограммы с контрастированием объекта обследования рентгеноконтрастным веществом (гастрограма, ириго-грамма.     Электрорентгено-грамма – рентгеновское изображения объекта (негативное) на обычной бумаге, которое получают после фотоэкспози-ции заряженной се-леновой пластины, напыления на пластину графитного порош-ка, перенесение изображения с пластины на бумагу и фиксации его в парах ацетона.     Плоскостное изображение объекта (позитивное) на флуоресцентном экране.   Плоскостное изображение объекта (позитивное) на телевизионном экране.       Рентгеновское изо-браження, зашиф-рованое в цифровой код, которое можно передавать на расстояние  посредством компьютера, деши-фровать, “очищать” от посторонних, лишних деталей. Компьютерная томограма – рентге-новское изображение в виде поперечных (аксиальных, “пироговских“) срезов тела человека, которое может быть реконструировано в плоскостное изображение.

 

 

 

 

 

 

Дополнительные методики рентгенологического исследования

 

 

 

 

№	Название воспринимающего устройства	Название методики	Название аппарата	Вид информации
1	Рентгеновская пленка	1.Прицельная рентгенография           2.Рентгенография с прямым увеличением объекта исследования   3.Томография (плоскостная, обычная)             4.Флюорография               5.Маммография	Универсальный рентгенодиагнос-тический аппарат         –  ”  –           Универсальный рентгенодиаг-ностический аппарат и специальное устройство к нему       Флюорограф.               Маммограф – специальный рентгенодиагностический апарат для обследования молочной железы	Прицельная рент-генограма – при-цельный снимок участка, где обнаруженные патологические изменения. Рентгенограмма с прямым увеличением объекта исследования.   Томограма – послойное изображение плоскостных срезов объекта обследования на заданой глубине (негативное изображение). Флюорограма– фотоснимок с флюоресцуючего экрана флюо-рографа на рулон-нную фотопленку (негативное изображение) Маммограмма – рентгеновский снимок молочной железы

 

 

 

 

Специальные методики рентгенологического обследования

№	Название воспринимающего устройства	Название методики	Название аппарата	Вид информации
1	Рентгеновская пленка	1.Пневмо-энцефалография           2.Фистулография              3.Ангиография	Универсальный Рентгенодиаг-ностический аппарат       – ” –             1.Универсальный рентгено-диагностический аппарат и специальный ангиографический устройство к нему 2.Ангиограф – спе-циальный рент-генодиагностический аппарат для скоростной съемки)	Пневмо- энцефалограмма – рентгенограмма после пункционного введения газа в желудочки мозга. Фистулограмма – рентгенограмма после введения рентгеноконт-растного вещества в язвенные ходы Ангиограмы – серия скоростных рентгеновских снимков после катетеризации сосудов и введения в них рентгено-контрастных веществ

 

Новые направления развития рентгенодиагностики.

Дигитальная (цифровая) рентгенодиагностика (digit – англійська цифра) – новое направление развития рентгенологии. Сущность и преимущество этой методики состоит в новой технологии формирования рентгеновского изображения за счет специального устройства – аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в котором изображение, возникающее на флюоресцирующем экране кодируется в серию цифр и передается в компьютер. Компьютер за специальной программой обрабатывает изображение: убирает помехи и делает его более четким и контрастным. При необходимости изображение может быть увеличено. Далее, оно поступает на дешифратор или цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где из серии цифр формируется рентгеновское изображение, но теперь, более четкое.

Такой принцип дигитальной технологии используется при рентгеноскопии и рентгенографии. Особенно преимущества выявлены при контрастном рентгеновском исследовании сосудов – дигитальная субтракционная ангиография.

Методика оригинальна и проста. Прежде чем ввести в сосуд контрастное вещество делают запись в цифровом варианте исследуемой части тела в память компьютера. Следующий этап – записывают изображение после введения контраста. На последнем этапе исследования проводят компьютерную реконструкцию изображения: от другого исчисляют первое.

На этом изображении видны только кровеносные сосуды, без костей и мягких тканей. Изображение отличается очень высоким качеством, на котором четко видно всю сосудистую сеть, питающую орган.

 

Рентгеновская компьютерная томография.

Компьютерная томография (КТ) – принципиально новый и универсальный метод рентгенологического исследования. С ее помощью можно изучать все части тела, все органы, судить о положении, форме, величине, состоянии поверхности и структуре органа, определять ряд функций, в том числе кровоток в органе.

 

КТ – метод исследования тонких слоев тканей, позволяющих измерять плотность любого участка этих тканей. Она основана ан компьютерной обработке множественных изображений поперечного слоя, выполненных под разными углами. Рентгеновский пучек сканирует (“просматривает”) человеческое тело по окружности. Проходя через ткани излучение ослабляется соответственно плотности и атомному составу этих тканей. По другую сторону от пациента и трубки установлена круговая система датчиков рентгеновского излучения, каждый из которых (а их количество может достигать 1000 и более) преобразует энергию излучения в электрические сигналы. После усиления эти сигналы трансформируются в цифровой код, который хранится в памяти компьютера. Вращаясь вокруг пациента, рентгеновский излучатель “просматривает” его тело под различными ракурсами, в общей сложности под углом 360º. К концу вращения в памяти компьютера оказываются зафиксированными все сигналы от всех датчиков.

 

КТ – это один из вариантов дигитальной (цифровой) рентгенографии. Отсюда вытекают важные достоинства КТ. При ней изображение исследуемого слоя свободно от тени всех образований находящихся в соседних слоях. Современные томографы позволяют получать изображения очень тонких слоев – от 1 до 5 мм.

 

Конструктивно КТ представляет собой сложное и дорогостоящее техническое устройство которое способно зафиксировать разницу в плотности ткани всего в 0.5 %, тогда как обычная рентгенограмма – только 15-20 %. Информация о плотности ткани в любых участках может быть представлена в виде цифр, графиков или в виде точек. За нулевую величину плотности принята плотность воды. Плотность кости приравнена к + 1000 усл. ед., а воздуха – 1000 усл. ед., обозначаемых буквой Н по имени Хаунсфильда – английского инженера, разработавшего технологию КТ.

В последнее время разработана дополнительная методика проведения КТ – методика усиления за счет введения контрастного вещества.

Значение КТ не ограничивается ее использованием в диагностике заболеваний. Под контролем КТ производят пункции и прицельные биопсии различных органов и патологических очагов. КТ играет важную роль в контроле за консервативным и хирургическим лечением больных. КТ является ценным средством точной локализации опухолевых образований и наводки источника излучения на очаг при планировании лучевого лечения злокачественных новообразований.

жерела інформації:

А – Основні:

1. Линденбратен Л.Д, Королюк. И.П. Медична радіологія (основи променевої діагностики й променевої терапії). Підручник для студентів мед. вузів. М., Медицина, 2000, с.-621-665.

2. Тернової С.К., Синицын В.Е. Променева діагностика й терапія. Підручник. М., « Гэотар-Медиа», 2010.-304 с.

У – Додаткові:

1. Протоколи променевої терапії: Протираковий дослідницький центр Британської Колумбії, Канада (переклад з англ.)/ Під ред. М.И.Пилипенко, Л.Г.Розенфельда.- Харків, 2000.-198 с.

Підготував проф. Жулкевич І.В.

асист.Ваврух Г.П.