Виды КТ томографии

Основы послойной визуализации организма человека были заложены в XIX веке российским ученым Н.И. Пироговым. В трудах ученого описаны принципы анатомической томографии, суть которой состояла в замораживании и последующем посрезовом препарировании тела в различных проекциях. Данная методика позволила в дальнейшем разработать новые эффективные способы диагностики и лечения заболеваний внутренних органов и структур.

Поражение головного мозга на фото фронтального среза анатомического препарата

Открытие проникающих рентгеновских потоков послужило началом развития лучевой диагностики. Прижизненное изучение внутренних структур дает возможность раннего выявления патологического процесса. Отсутствие инвазивных манипуляций делает процедуру комфортной и безопасной для здоровья пациента.

Первая система реконструкции рентгеновских изображений в медицине была разработана в середине XX века. В 1972 году получили экспериментальную томограмму головного мозга.

Компьютерное сканирование на начальном этапе использовалось исключительно в диагностике патологий центральной нервной системы. Процедура занимала длительное время и предполагала присутствие значительной лучевой нагрузки. В дальнейшем метод КТ продолжал совершенствоваться. Врачи и ученые работали над увеличением скорости сканирования, повышением качества снимков.

В современной медицине применяют разные виды компьютерной томографии, магнитно-резонансную томографию (МРТ), УЗИ, рентгенографию и другие методы аппаратной диагностики.

Суть исследования

Томография - метод исследования, позволяющий по совокупности данных, полученных от произвольного сечения вещества, получить локальную информацию об изучаемом объекте (при КТ - о плотности ткани) в каждой точке сканируемого слоя.

КТ мягких тканей шеи

В основе компьютерной диагностики лежит закон, обосновывающий особенности поглощения рентгеновских потоков средами разной плотности. Для сканирования применяют электромагнитные волны, энергия которых находится в диапазоне между ультрафиолетовым и гамма-излучением. Особенностью рентгена является ионизирующее воздействие на живые клетки.

Ткани организма частично поглощают и рассеивают электромагнитное излучение. Рентгеноконтрастность напрямую зависит от плотности сканируемых структур. Максимальной поглощающей способностью отличаются кости и хрящи, минимальной - жидкие среды и воздух.

Для определения рентгеновской плотности тканей приняли шкалу единиц Хаунсфилда - денситометрические показатели ослабления излучения по отношению к дистиллированной воде. Изучить радиоденсивность структур организма можно с помощью специальной таблицы:

Ткани и органы	Плотность (HU)
Кость	+1000
Тромбоцитарная масса	от +55 до +75
Паренхиматозные органы	от +40 до +70
Мышцы	от +35 до +50
Белое вещество головного мозга	от +36 до 46
Мозжечок	+30
Серое вещество головного мозга	от +20 до 40
Кровь, ликвор	от +13 до +18
Вода	0
Жир	-100
Легкие	от -150 до -400
Воздух	-1000

Плотные образования имеют на снимках КТ светлый оттенок (плюсовые значения по таблице), рыхлые структуры и жидкие среды выглядят темными участками (отрицательный диапазон HU). Благодаря разной цветовой гамме врач-рентгенолог определяет границы анатомических зон, изучает особенности строения органов.

Кости черепа (светлые участки) на снимке КТ

Использование рентгеновских лучей в компьютерных томографах позволяет получить многослойную визуализацию исследуемой области. Результаты представлены в виде монохромных фотографий тонких срезов, выполненных в аксиальной плоскости.

Применение КТ в медицине

В диагностических целях используют различные виды томографии. Показаниями к КТ обследованию служат:

• повреждения скелета вследствие травм;

• добро- и злокачественные новообразования костно-мышечной системы и внутренних органов;

• сердечно-сосудистые патологии;

• воспалительные, дегенеративные заболевания позвоночного столба, суставов;

• нарушения работы желудочно-кишечного тракта;

• заболевания органов дыхания;

• поражения челюстно-лицевой области и пр.

В диагностике патологий ЦНС томографию применяют для определения состояния костей черепа, выявления кровоизлияний, оценки твердой мозговой оболочки.

При поражении органов грудной клетки КТ является золотым стандартом исследования. Метод позволяет выявить нарушения проходимости бронхов, структурные изменения паренхимы легкого.

Признаки пневмонии на КТ

Компьютерное сканирование суставов помогает определить степень поражения костных и хрящевых элементов, показывает характер и уровень жидкости в капсуле. По результатам КТ оценивают функциональность сочленения, состояние окружающих тканей.

Компьютерную томографию позвоночника применяют в диагностике травматических, воспалительных, дегенеративных процессов. По снимкам определяют форму, размеры, целостность позвонков, толщину и плотность хрящевых дисков, состояние спинномозгового канала.

Разновидностью компьютерной томографии является КТ-ангиография. Данный метод применяют в диагностике патологий кровеносной системы. КТА позволяет изучить состояние сосудистой стенки, оценить проходимость, наполненность вен и артерий.

Виды компьютерных томографов

По мере развития лучевой диагностики происходило усовершенствование оборудования для проведения КТ. Всего можно выделить 5 поколений компьютерных томографов. Каждый аппарат состоит из шести основных блоков:

• гентри;

• стол для укладки пациента;

• блоки управления платформой и сканирующей системой;

• высоковольтный генератор;

• консоль оператора;

• программное обеспечение.

Гентри томографа включает в себя:

• рентгеновскую трубку и коллиматоры;

• генератор высоких частот;

• систему сбора данных (детекторы);

• контроллер трубки;

• встроенный компьютер.

Рентгеновская трубка создает ионизирующее излучение. Благодаря системе коллимирования получают узкий веерообразный пучок. При прохождении через изучаемый объект происходит ослабление лучей. Детекторы преобразуют ионизирующие потоки в электрический сигнал и регистрируют степень поглощения рентгена. Данные оцифровывают и транслируют на монитор компьютера в виде монохромных изображений.

В томографах 1 и 2 поколений применяли люминесцентные детекторы. Регистраторы давали эффект послесвечения и располагались на значительном расстоянии друг от друга.

Газовые детекторы используют в современных компьютерных сканерах. Преимуществом регистраторов данного типа являются высокая чувствительность, возможность получать фотографии лучшего качества. Пластины газовых детекторов находятся на расстоянии 1,5 мм друг от друга. Близкое расположение датчиков положительно влияет на эффективность регистратора.

Коллиматоры позволяют сформировать рентгеновские потоки, регулировать толщину сканируемого среза.

Высокочастотный генератор обеспечивает электроэнергию, дает возможность корректировать методику с целью снижения радиационной нагрузки.

Консоль управления применяют для контроля позиционирования пациента, перемещения стола, регулировки угла наклона платформы и гентри.

Программное обеспечение выполняет функции преобразования и сохранения информации, обеспечивает реконструкцию изображения.

Схема сканирующей системы разных видов КТ-аппаратов

Томографы первого поколения были оснащены остронаправленной рентгеновской трубкой и одним детектором. Сканирующие элементы синхронно передвигались вдоль рамы, производя пошаговую регистрацию данных. После серии снимков рама поворачивалась на 1° и процедура повторялось. Недостатками линейных томографов служат низкая скорость сканирования и повышенная радиационная нагрузка.

В компьютерных томографах второго поколения одновременно работало несколько детекторов. Рентгеновский излучатель давал веерный пучок. Угол поворота рамы при параллельном сканировании увеличился до 30°. Время получения одного снимка сократилось до 20 секунд.

Томографы третьего поколения работают по принципу спирального сканирования. Устройство обеспечивает вращение сканирующих элементов на 360°. Излучатель располагается напротив детекторов, количество которых определяет число фотографий за полный оборот гентри. Спиральный алгоритм регистрации данных осуществляется благодаря перемещению платформы и сканирующей системы относительно друг друга.

Томографы третьего поколения тратят на получение одного изображения меньше 10 секунд. Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) позволяет визуализировать строение органов и частей тела, находящихся в движении (легкие, брюшная полость и пр.).

В аппаратах четвертого поколения детекторы установлены в виде неподвижного кольца, внутри которого вращается рентгеновская трубка. Время получения одной фотографии сократилось до 0,7 секунд. Устройства обеспечивают высокое разрешение снимков и минимальный уровень радиационной нагрузки.

Томографы пятого поколения оборудованы специальной электронно-лучевой пушкой, установленной за томографом. Рентгеновский поток фокусируется и направляется на вольфрамовую мишень, напротив которой располагаются детекторы. Производительность данного типа устройств равна 30 кадрам в секунду. Высокая скорость сканирования обеспечивает отсутствие артефактов от пульсации миокарда, что позволяет использовать аппараты 5 поколения для обследования сердца.

Какие виды КТ томографии бывают

Выделяют несколько вариантов компьютерного исследования. В зависимости от типа сканирующего устройства и алгоритма сбора данных различают:

• пошаговую (линейную) компьютерную томографию;

• спиральную (винтовую) КТ.

По количеству снимков, выполненных за полный оборот гентри, томография может быть одно- или многосрезовой.

Снимки КЛКТ зубочелюстного ряда

В зависимости от формы рентгеновского потока выделяют веерное сканирование и конусно-лучевую КТ. Последнюю широко применяют в стоматологии. КЛКТ проводят с помощью специальных компьютерных сканеров, результатом исследования служит объемная панорамная модель челюстно-лицевой области и зубного ряда.

Для большей информативности исследования применяют контрастное усиление. Нативная КТ занимает 10-15 минут, имеет меньше ограничений. Контрастная компьютерная томография предполагает внутривенное введение йодсодержащего препарата. Продолжительность КТ с усилением увеличивается до получаса. Процедура имеет ряд ограничений, связанных с использованием контрастного раствора.

В диагностике заболеваний бронхолегочной системы используют компьютерную томографию высокого разрешения. КТВР представляет собой мультиспиральное сканирование с шириной шага от 0,8 мм. Применяют костное и легочное окна для осмотра соответствующих структур. 

Позитронно-эмиссионная компьютерная томография (ПЭТ КТ) проводится с предварительным введением радиофармпрепарата. Во время сканирования врач определяет распространение и накопление РФП тканями организма.

КТ-ангиографию выделяют как отдельный вид мультиспирального контрастного компьютерного сканирования. В результате исследования на снимках хорошо видна сеть кровеносных сосудов заданной области. При КТ-флебографии интерес представляет венозная система, артериография позволяет изучить особенности гемодинамики от сердца к органам.

Виды томографии в зависимости от зоны исследования:

• головного и спинного мозга;

• мягких тканей;

• брюшной полости;

• малого таза;

• суставов (тазобедренных, плечевых, коленных, голеностопных, лучезапястных);

• верхних и нижних конечностей;

• органов грудной клетки;

• средостения и пр.

Методы диагностики определяют с учетом поставленной задачи, клинической картины, состояния пациента. Общим для всех видов компьютерной томографии является применение рентгеновских лучей с целью многослойной визуализация внутренних структур.

Повреждение крестцового отдела на снимке компьютерной томографии позвоночника

Противопоказания к КТ

Ограничениями к компьютерной томографии служат состояния, при которых ионизирующие потоки могут причинить вред здоровью пациента. При лучевой болезни и других рентген-зависимых патологиях применяют альтернативные методы аппаратной диагностики.

КТ противопоказано при беременности (вне зависимости от срока). Тератогенное воздействие рентгена может привести к нарушению развития плода.

В остальных случаях ограничения к нативной процедуре имеют относительный характер. Детям до 5 лет сканирование проводят в специализированных лечебно-диагностических учреждениях. При значительной массе тела и больших объемах возникают затруднения с позиционированием пациента на передвижном столе.

Противопоказаниями к контрастной КТ служат:

• аллергия на йод;

• почечная недостаточность;

• эндокринные патологии, сопровождающиеся гиперфункцией щитовидной железы;

• употребление Метформина при лечении сахарного диабета.

Относительным ограничением к контрастированию служит детский возраст до 12 лет. Внутривенные инъекции ребенку нужно делать в условиях стационара.

Для определения функциональности почек больной перед исследованием сдает анализ крови. Повышенный уровень креатинина является поводом для отмены или переноса даты контрастного компьютерного сканирования.

При эндокринных патологиях необходима предварительная консультация специалиста. Пациентам с сахарным диабетом следует прекратить прием Метформина не позднее, чем за 72 часа до процедуры, обязательно согласовав данный нюанс с эндокринологом.

Грамотная подготовка и соблюдение правил безопасности позволяют снизить риск развития побочных эффектов диагностической процедуры.

Плюсы и минусы КТ томографии

К недостаткам компьютерного сканирования относят присутствие лучевой нагрузки. Безопасной для здоровья считают дозу радиации, не превышающую 20 мЗв в год. При соблюдении санитарно-гигиенических норм КТ не оказывает негативного воздействия на организм пациента.

Йодсодержащие растворы, применяемые для контрастирования, могут вызвать аллергию у обследуемого. Выведение препарата происходит с помощью почек, что усиливает нагрузку на органы фильтрации.

КТ не дает детальной визуализации состояния мягких тканей и церебральных структур. При подозрительных результатах компьютерной томографии врач может назначить МРТ.

Преимуществами КТ служат высокая информативность в отношении костных и хрящевых тканей. В результате сканирования получают подробные изображения аксиальных срезов, на основании которых программа достраивает сагиттальную и фронтальную проекции зоны интереса.

Компьютерная томография дает возможность трехмерной визуализации, что позволяет уточнить расположение и размеры патологических очагов.

3D-модель шейного отдела позвоночника

Медицинский центр «Магнит» проводит КТ внутренних органов с использованием современного 16-срезового аппарата немецкой фирмы Siemens. Мультиспиральный томограф экспертного класса отличается высокой скоростью сканирования, обеспечивает безопасность и комфорт во время обследования. Запись на диагностику возможна по телефону 8 (812) 407-32-31.