WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 10 |

«ЛИНДЕНБРАТЕН Леонид Давидович - действи тельный член РАЕН, Почетный член Россий ской и ряда зарубежных радиологических Ассо циаций, Президент Московского объединения медицинских радиологов, главный редактор ...»

-- [ Страница 2 ] --

Крупные области информационных данных разделены по их назначе нию. Эти области называют доменами. Крупных доменов (первого, или верхнего, уровня) несколько. Это — либо домены общего характера — com (коммерческий), edu (образовательный),.gov (правительствен ный),.mil (военные учреждения),.net (сетевые организации),.org (прочие организации), либо домены, относящиеся к отдельно взятым государствам,—.га (Россия),.uk (Великобритания),.са (Канада) и т.д.

Каждый из доменов первого уровня включает огромную сеть доменов второго уровня, относящихся к различным городам, территориям, областям знаний и др. Домены второго уровня в свою очередь содержат сеть доменов третьего уровня и т.д. Таким образом, Интернет, хотя и не упорядочен пол ностью, но все же содержит вполне понятную архитектуру, состоящую из нескольких древовидно делящихся стволов. Примером Web-адреса может служить следующая запись: http://www.rad.washington.edu, где http — прото кол передачи данных (протокол — совокупность правил, по которым ин формация передается по компьютерной сети), www — символ Всемирной Паутины, rad.washington.edu — сервер, принадлежащий радиологическому обществу Вашингтона (США), который относится к образовательным ре сурсам Интернета (.edu).

Внутри лечебного учреждения ряд компьютеров может соединяться в общебольничную локальную компьютерную сеть — Эзернет (Ethernet). Приме нительно к больницам ее называют сокращенно HIS (Hospital Intercommuni cation System), а применительно к отделениям лучевой диагностики и луче вой терапии — RfS (Radiology Information System) (рис. 1.12). Поскольку обмен информацией в этих системах происходит без модуляции, т.е. в циф ровом виде, скорость передачи данных по ним достаточно высока — до Мбит/с. Недостатком таких сетей является открытость информации, т.е.

возможность несанкционированного доступа к ней, что в ряде случаев, на пример при наличии у больного злокачественного заболевания, требует оп ределенных ограничений на передачу такой информации либо введения в систему элементов криптографии — специальной программы засекречива ния данных.

В лучевой диагностике в последние годы начинает распространяться телерадиология — обмен изобразительной информацией между отдельными лечебными учреждениями, находящимися в пределах одного региона, от дельной страны или даже между разными странами. Такой обмен позволяет оперативно и коллективно решать сложные диагностические задачи, про водить научные совещания, не тратя время и деньги на дорогу (рис. 1.13).

Исследование II Исследование I Регистрация Исследование III Научная работа Диагноз Секретариат Машинное бюро Рис. 1.12. Радиологическая информационная система «Симедос».

4.3. Оценка эффективности диагностических исследований Лучевая диагностика, в распоряжении которой широкий ассортимент методов исследования — дешевых и дорогостоящих, инвазивных и необре менительных для больного, высокоинформативных и ограниченной ин формативности,— ставит врача-диагноста перед выбором: как обеспечить наиболее высокую эффективность диагностического процесса, каким мето дам отдать предпочтение, в какой комбинации и последовательности их применить. Очевидно, что подходы к диагностике будут значительно разли чаться в зависимости от того, имеет место острое или хроническое заболе Подробнее см.: Власов ВВ. Эффективность диагностических исследований — : Медицина, 1988.

Рис. 1.13. Структура телекоммуникационной радиологической сети.

вание, проводят плановое обследование или оказывают неотложную меди цинскую помощь, выполняют детальное и углубленное обследование или организуют скрининг, охватывающий значительную часть населения. Во всех этих ситуациях необходимо уметь правильно оценивать эффектив ность метода диагностики, причем сделать это нужно на объективной, на учной основе.

Для оценки эффективности диагностических исследований существует большое число критериев. Многие из них универсальны, т.е. применимы во всех областях клинической медицины, другие, характеризующие медицин ские изображения, имеют специфическое для лучевой диагностики зна чение.

Под диагностической эффективностью метода исыедования следует по нимать способность данного метода (теста) выявить заболевание и оха рактеризовать состояние организма при экономической доступности ме тода.

В лучевой диагностике выделяют качественную, или описательную, и ко личественную характеристики результатов. Последняя включает в себя различные виды измерений: радиоактивности биологических проб, величи ны органов, изображенных на экране дисплея, рентгеновской пленке, ком пьютерной томограмме и др. Все эти измерения, как бы точны они ни были, обязательно имеют некоторую степень погрешности. Это связано как с ограниченной точностью инструментов, с помощью которых проводят измерения (линейка, электронный прибор или другие технические средст ва) так и с вариабельностью измеряемого объекта: колебаниями биологи ческих параметров человека во время исследования, флюктуациями радио активного распада, неоднородностью потока электромагнитных квантов Перечисленные выше погрешности имеют случайный характер. Их влияние на точность измерения может быть уменьшено, если увеличить ко личество измерений объекта исследования или увеличить продолжитель ность каждого измерения. Погрешности такого рода называют случайными, или рандомизированными, ошибками.

Погрешности другого типа возникают при неправильной работе аппа ратуры, калибровке лабораторного оборудования, технологии приготовле ния радиофармпрепаратов или химических растворов, вследствие ошибок, допущенных в расчетах. Конечные результаты подобных измерений во всех случаях оказываются либо завышенными, либо заниженными, т.е. всегда однозначно искаженными Подобные погрешности носят название «систе матические ошибки». Единственный способ избежать этих погрешностей — тщательно контролировать качество технических средств лучевой диагности ки, следить за правильностью проведения диагностических процедур, кор ректно выполнять расчеты.

Для оценки эффективности методов измерения в лучевой диагностике, как и в других разделах медицины и биологии, применяют ряд критериев, глав ными из которых являются:

• точность измерения — соответствие результатов измерения истинно му значению определяемой величины. Высокая точность измерения достигается при минимальных случайных и систематических по грешностях;

• правильность измерения. Это качество измерения характеризует ве личину систематических погрешностей. Чем они меньше, тем более правильным оказывается измерение;

• сходимость измерений. Данное качество измерений характеризует ве личину случайных ошибок. Чем они меньше, тем лучше сходимость измерений. Этот критерий показывает, насколько близки друг к другу измерения, выполненные в одинаковых условиях, т.е. в одной и той же лаборатории и на одном и том же приборе;

• воспроизводимость измерений. Этот критерий показывает, насколько близки между собой результаты измерений, выполненных в различ ных условиях, т.е. в разных лабораториях и на разных аппаратах.

Для того чтобы оценить диагностическую эффективность лучевого мето да исследования, сравнивают его информативность, т.е. способность распо знавать заболевание, с так называемым референтным, или эталонным, диа гнозом. Этот диагноз устанавливают на основании результатов гисто логического исследования или вскрытия либо с учетом точных биохи мических или клинических признаков болезни. Патологоанатомические данные иногда называют «золотым стандартом» при верификации диаг Для оценки информативности метода результаты его применения у оп ределенной группы пациентов сводят в таблицу, называемую матрицей ре шений (табл. 1.2). При этом в зависимости от совпадения результатов луче вого исследования и фактического наличия заболевания, т.е. референтного диагноза, ответ может оказаться правильным или неправильным Возмож ны следующие варианты результатов оценки метода:

• интерпретация «положительный» у больных с наличием заболе вания — истинно положительные случаи;

• интерпретация «отрицательный» у пациентов без заболевания (здоровые лица) — истинно отрицательные случаи;

• интерпретация «положительный» у пациентов, не имеющих за болевания,— ложноположительные случаи (ошибки первого типа, или ошибки гипердиагностики, или «ложные тревоги»);

• интерпретация «отрицательный» у больных с заболеванием — ложноотрицательные случаи (ошибки второго типа, или ошибки гиподиагностики, или «пропуски»).

Ложноположительные и ложноотрицательные ошибки представляют собой потери системы диагностики, они снижают диагностическую эффективность исследования.

Таблица 1.2. Матрица решений для вычислений операционных характе ристик методов диагностики Заболевание имеется Заболевание отсутствует Всего Результаты теста (больные) (здоровые) Положительные Истинно положительные (ТР) Ложноположительные (FP) Т+ Отрицательные Ложноотрицательные (FN) Истинно отрицательные (TW) т Ит ог о... D+ D- N В медицине информативность диагностических исследований оценива ется следующими основными критериями.

Чувствительность (SJ — вероятность положительного результата теста у лиц с заболеванием:

Число пациентов с данным заболеванием и положительным результатом теста 100.

Чувствительность, % = Число всех пациентов с данным заболеванием, подвергшихся тесту Определив чувствительность метода, можно априори предположить, какова будет доля больных, у которых данное исследование даст положи тельный результат, т.е. будет выявлен признак болезни. Чем выше чувстви тельность метода, тем чаше с его помощью выявляют патологические изме нения, тем, следовательно, он более эффективен. В то же время если такой высокочувствительный тест отрицателен, то наличие заболевания малове роятно, поэтому высокочувствительные тесты в медицинской диагностике называют идентификаторами, или тестами на исключение заболевания.

Высокочувствительные тесты эффективны на первом этапе диагности ки когда врачу необходимо отбросить массу первоначальных предположе ний. Эти тесты рекомендуется использовать при массовых проверочных ис следованиях, особенно при выявлении социально опасных заболеваний.

Недостатком высокочувствительных методов является го, что при их использовании допускают значительное количество ложноположительных ошибок (ложные тревоги). В связи с этим возникает необходимость выпол нять большое число дополнительных исследований, вследствие чего услож няется диагностический процесс и увеличиваются экономические затраты, особенно при массовых исследованиях. Вот почему в медицинской диа гностике следует стремиться не к максимальной, а к разумно достижимой чувствительности метода.

Специфичность (S ) — вероятность отрицательного результата у лиц без p заболевания:

Число пациентов без данного заболевания с отрицательным результатом теста = Специфичность, % 100 Число всех пациентов без данного заболевания, подвергшихся тесту Определив специфичность метода, можно априори предположить, ка кова будет доля здоровых лиц, у которых данное исследование даст отрица тельный результат. Чем выше специфичность метода, тем надежнее с его помощью подтверждается заболевание, т.е. он более эффективен. Высоко специфичные диагностические тесты называют дискриминаторами;

они эффективны на втором этапе диагностики, когда круг предполагаемых за болеваний сужен и необходимо с уверенностью доказать наличие болезни.

Точность (epsilon,) — пропорция правильных результатов (положитель ных и отрицательных) среди всех обследованных:

Число истинных решений Точность = Общее число обследованных Иногда этот критерий называют показателем диагностической эффек ности.

Все три критерия — чувствительность, специфичность и точность — отражают априорную вероятность результатов диагностического иссле дования — положительных и отрицательных. Они носят название «опера ционные характеристики метода диагностики». Применяя операцион ные характеристики метода на практике, врач должен учитывать осо бенности обследуемых больных. Если метод применяют при обследо вании больных с клинически выраженным заболеванием, то операци онные характеристики его будут высокими, и наоборот, в начальных и особенно доклинических стадиях болезни чувствительность и специ фичность метода окажутся пониженными. Следовательно, для каждой стадии болезни будут свои операционные характеристики метода ис следования.

Для правильной оценки диагностической эффективности методов ис следования важное значение имеют критерии апостериорной вероятнос ти - прогностичность положитеьного (PV+) и отрицательного (PV-) резуль татов. Именно эти критерии показывают, какова вероятность заболевания (или его отсутствия) при известном результате исследования. Нетрудно по нять, что апостериорные показатели имеют большее практическое значе ние, чем априорные.

Критерий PV+ показывает, насколько велика вероятность болезни при положительных результатах исследования, а критерий PV насколь ко велика вероятность отсутствия болезни при отрицательных резуль татах.

Прогностичность положительного результата возрастает с увеличением частоты заболевания. Это означает, что один и тот же метод лучевого ис следования, у которого определены операционные характеристики, будет по-разному «работать» в различных лечебных учреждениях: общего профи ля, специализированных (с высокой частотой заболевания) и в условиях скрининга (низкая частота заболевания). Из сказанного следует важнейшее правило диагностики: эффективность диагностического исследования необ ходимо оценивать только с учетом частоты выявляемого заболевания, т.е.

конкретных условий применения данного метода исследования. Например, ин формативность рентгенографии грудной клетки будет различной в зависи мости от того, где и с какой целью ее проводят: при массовых проверочных исследованиях, в лечебном учреждении общего профиля или в онкологи ческом диспансере.

Давая оценку диагностической эффективности метода исследования, обычно указывают на общее количество ошибочных заключений: чем их меньше, тем эффективнее метод. Однако, как уже отмечалось, одновремен но уменьшить количество ложноположительных и ложноотрицательных ошибок нереально, поскольку они связаны между собой. Кроме того, при нято считать, что ошибки первого типа — ложноположительные — не так опасны, как ошибки второго типа — ложноотрицательные. Это особенно относится к выявлению инфекционных и онкологических заболеваний:

пропустить болезнь во много раз опаснее, чем диагностировать ее у здоро вого человека.

В тех случаях, когда результаты диагностического исследования выра жают количественно, их классифицируют на норму и патологию условно (рис. 1.14). Часть значений теста, принимаемых за норму, будет наблюдать ся у больных, и, наоборот, в зоне патологии окажутся некоторые измене ния у здоровых. Это и понятно: ведь граница между здоровьем и начальной стадией болезни всегда условна. И все же в практической работе, анализи руя цифровые показатели диагностического исследования, врач вынужден принимать альтернативные решения: отнести данного пациента к группе здоровых либо больных. При этом он пользуется разделительным значени ем применяемого теста.

Изменение границы между нормой и патологией всегда сопровождает ся изменением операционных характеристик метода. Если к методу предъ являются более жесткие требования, т.е. граница между нормой и патоло гией устанавливается на высоких значениях теста, увеличивается число Совокупность Совокупность заболевания нормы Истинно Истинно положительные отрицательные Ось критерия (ось решений) Рнс. 1.14. Распределение вероятностей нормы и патологии.

- ложноположительные решения;

- ложноотрицательные решения, - гра ница между нормой и патологией ложноотрицательных заключений (пропусков заболеваний), что приводит к повышению специфичности теста, но одновременно к снижению его чув ствительности. Если целесообразно смягчить требования к тесту, границу между нормой и патологией сдвигают в сторону нормальных значений, что сопровождается увеличением числа ложноположительных заключений (ложных тревог) и одновременно уменьшением числа ложноотрицательных (пропусков заболеваний). При этом повышается чувствительность метода, но снижается его специфичность.

Таким образом, проводя диагностические исследования и оценивая их результаты количественно, врач всегда находится в условиях выбора: то жертвует чувствительностью, чтобы повысить специфичность, то, наобо рот, отдает предпочтение специфичности за счет снижения чувствитель ности. Как правильно поступать в каждом конкретном случае, зависит от многих факторов: социальной значимости заболевания, его характера, со стояния больного.

Из изложенного следует важнейший для современной медицинской диагностики, в том числе лучевой, вывод: количественный математический метод, каким бы совершенством ни отличались математический аппарат ими используемые технические средства, всегда имеет ограниченное, прикладное значение, подчиняясь логическому мышлению врача и соотносясь с конкретной клинической и социальной ситуацией.

Для того чтобы оценить диагностическую эффективность метода с уче том последствий ложных решений, используют характеристические кривые, отражающие взаимную зависимость ложноположительных и истинно положительных результатов. Полное название таких кри вых — «операционные характеристические кривые наблюдателя» (Re ceiver operating characteristic curve, сокращенно ROC-curve), поэтому часто такие кривые называют ROC-кривыми, а выполняемые для их по строения действия — ROC-анализом.

С целью построения характерис тических кривых результаты обсле дования верифицированной группы больных и здоровых распределяют в несколько групп. Если эти результа ты имеют количественный характер, то их ранжируют по значению точки разделения на норму и патологию.

Качественные же результаты приме нения изучаемого метода (например, описание рентгенологической или сцинтиграфической картины) ран жируют по степени уверенности врача в диагнозе. Полученные таким образом данные сводят в таблицы и 0,1 0,2 0.3 0,4 0,5 0.6 0,7. 0,9 1, по ним строят характеристические (S/n) кривые — ROC-кривые (рис. 1.15).

Рис. 1.15. ROC-кривые (1—3) трех Чем больше изгиб характеристичес серий опытов.

кой кривой, т.е. чем ближе к верхне P(S/s) — истинно положительные слу му левому углу системы координат чаи;

P(S/n) — ложноположительные она расположена, тем выше эффек случаи. Наиболее информативен опыт 3.

тивность диагностического метода.

Приближение же ROC-кривой к диагонали, проходящей через начало координат, свидетельствует о низкой эффективности метода исследования.

Характеристические кривые позволяют наглядно сопоставить диагнос тическую эффективность различных методов исследования при обнаруже нии одного и того же поражения. Кроме того, с их помощью можно оце нить качество средств визуализации: рентгеновских экранов, дисплеев, твердых копий медицинских изображений (рентгенограмм, сцинтиграмм и др.). С этой целью организуют группу экспертов — специалистов в области лучевой диагностики, которым предъявляют для анализа серию верифици рованных медицинских изображений. Ответы экспертов кодируют по ука занной выше 5-балльной системе и на основании полученных данных стро ят характеристические кривые каждого изучаемого метода. Тот метод, у которого ROC-кривая имеет больший изгиб и расположена ближе к верхнему левому углу системы координат, имеет более высокую диагностическую эф фективность.

Интересно, что метод ROC-анализа и построение ROC-кривых дают возможность оценить профессиональные навыки и квалификацию спе циалистов. С этой целью врачу предъявляют для опознания верифициро ванный архив медицинских изображений (рентгенограмм, сцинтиграмм и др.). Так же как и в предыдущем случае, ответы врача соответствующим образом ранжируют и по полученным данным строят характеристические кривые. У квалифицированного специалиста ROC-кривая имеет крутой изгиб, она вплотную приближена к верхнему левому углу системы коор динат.

Для того чтобы оценить вклад лучевой диагностики, как и диагностики вообще, в медицинскую практику, используют следующие комплексные критерии.

Результативность метода - это вероятность получения у отдельного пациента или популяции в целом положительного результата от примене ния данной технологии в усредненных условиях.

Эффективность метода - оценка мастерства врача, с которым он ис пользует имеющиеся ресурсы для решения данной проблемы. В частности, эффективность процедуры получения диагностического изображения счи тают высокой если наибольшее число истинно положительных и/или ис тинно отрицательных результатов получено при наименьших затратах (име ются в виду деньги, ресурсы, время).

Сила метода — это способность диагностического теста, примененного в оптимальных условиях, влиять на решение врача, касающееся диагноза и ведения больного (лечение, реабилитацию), т.е. влиять на здоровье как от дельного пациента, так и населения в целом.

Понятно, что результативность метода всегда будет ниже, чем его сила, поскольку она зависит от мастерства специалиста, обеспечивающего полу чение диагностического изображения, а также потому, что инфраструктура в усредненных условиях отнюдь не соответствует таковой в оптимальных условиях.

4.4. Медицинская информация как объект обработки на компьютере При обработке материалов клинического, лабораторного и лучевого исследований на компьютере возникает необходимость решить ряд задач, постановка которых должна корректно отражать исходные данные и, главное, соответствовать требованиям, предъявляемым к их компьютер ной обработке с помощью прикладных универсальных или специализи рованных программ. Все медико-биологические данные, учитываемые при лучевой диагностике, могут быть классифицированы следующим об разом.

Качественные признаки: однородность изображения органа, форма тени (например, тени сердца на рентгенограмме), ее интенсивность и др., а также такие клинические признаки, как наличие боли, желтушность кож ного покрова и пр.

Количественные признаки: интенсивность тени на компьютерной томо грамме по шкале Хаунсфилда, показатели радиоактивности введенного в организм радиофармпрепарата, рост и масса тела пациента, концентрация биологически активных веществ в крови и т.п.

Динамическая регистрация физиологических функций: кривые, записан ные при радионуклидном исследовании, допплеровском картировании кровотока, электрокардиографии и др.

Статические изображения: рентгенограммы, томограммы, сонограммы сцинтиграммы и т.п.

Серия изображений в динамике, динамическая сцинтиграфия (рис. 1.16);

рентгенокиносъемка, наблюдение при рентгеноскопии и т.д.

Приведенная группировка условна, поскольку одна и та же характерис тика зависит от методики обследования разных групп пациентов. Данные сцинтиграфии, например, могут иметь вид то статических, то динамичес ких картин. Серия сцинтиграмм может быть обработана таким образом, Рис. 1.16. Сцинтиграфия почек. Выделение «зон интереса» и построение кривых функции почек (гистограмм).

А — правая почка;

В — левая.

чтобы получилась кривая прохождения радиофармпрепарата по органу (см.

рис. 1.16). Наконец, та же сцинтиграмма может быть оцифрована и пред ставлена как набор количественных показателей.

При рассмотрении медико-биологических данных следует различать понятия «признак» и «параметр». Признак — это характеристика пациен та, имеющая только два значения: наличие или отсутствие. Признаком яв ляется наличие боли, припухлости, тени очага на рентгенограмме, дефекта накопления радиофармпрепарата на сцинтиграмме и др. Параметр — это величина, характеризующая свойство процесса, явления или системы в абсо лютных либо относительных величинах. Параметрами являются температура тела, показатели артериального давления, концентрация отдельных ве ществ в крови.

Деление характеристик пациента на признаки и параметры, конечно, в определенной степени условно. Признак может перейти в разряд парамет ра, если определять рассматриваемое свойство по условной шкале. Напри мер, выраженность припухлости можно оценить в баллах: 1 балл, 2 балла и тд Аналогичным образом параметр может стать признаком, если оценка его будет производиться альтернативно: отсутствие или наличие повыше ния артериального давления.

Информацию вводят в компьютер либо с периферийного оборудования — клавиатуры, магнитных накопителей, речевого ввода, либо с терминала диагностического аппарата — рентгеновского, ультразвукового, магнитно резонансного, радионуклидного. Во втором случае для получения единого формата данных предпочитают использовать терминалы в стандарте DICOM. При этом процедура введения информации с терминала в ком пьютер может иметь двоякий характер. В автономном режиме (off-line) диа гностическая информация из оперативной памяти компьютера переносит ся на какой-либо промежуточный магнитный носитель и уже потом, после окончания исследования, ее обрабатывают на процессоре. В неавтономном (диалоговом) режиме (on-line) информация, находясь в оперативной памяти, сразу же обрабатывается процессором. В лучевой диагностике по техничес ким соображениям чаще применяют автономный режим работы с инфор мацией.

Хранение информации (закодированных изображений, результатов ра боты, списков больных и пр.) в компьютере осуществляется на жестком диске или внешних магнитных носителях — дискетах, лентах.

Каждая порция (массив, набор) информации, записываемая на магнитный носитель, называется файлом (от англ. file — досье, картотека). Управ ление файлами обеспечивает файловая система, являющаяся частью операционной системы компьютера. Каждый файл имеет свой иденти фикатор: ему присваивают имя, которое регистрируют в каталоге фай лов;

обычно указывают также объем файла и дату его создания. Пере чень (каталог) файлов носит название «директорий». Просматривая ди ректорий на экране дисплея, можно найти в каталоге интересующий файл и вызвать его из памяти компьютера.

При записи информации на магнитную ленту, что обычно осуществля ется в архивах долговременного хранения, операционная система располагает файлы последовательно один за другим по мере их поступления. Для того чтобы найти нужный файл, необходимо, как в кассетном магнитофоне, просмотреть последовательно все файлы. Несмотря на автоматизм такого поиска, на него затрачивается определенное время (иногда оно исчисляет ся минутами). Такие системы записи файлов называют системами с после довательным доступом.

В случае записи на диски (магнитные, оптические, магнитно-опти ческие) операционная система ведет учет свободного места на диске, за писывает файл на свободное место по частям (блоками), осуществляет их поиск, считывание и пересылку в оперативную память компьютера.

Время доступа к искомому файлу при этом составляет всего несколько миллисекунд. Подобные системы называют системами с произвольным до ступом. Их используют в диагностических терминалах, на автоматизиро ванных рабочих местах, в архивах недолгосрочного (промежуточного) хра МОЛОДОМУ ИССЛЕДОВАТЕЛЮ й науках же и в искусствах... все должно шуметь новыми работами и дальнейшим продвижением вперед.

Френсис Бэкон На лекции по лучевой диагностике один из авторов обратился к студен там с просьбой высказать пожелания по поводу нового учебника. Поднялся студент 3-го курса и предложил, чтобы в учебнике были рекомендации по научно-исследовательской работе студентов. Это заставило нас задуматься.

Ведь учебник пишут и издают несколько лет. За это время конкретные на учные темы стареют. Да и нужны ли всем студентам подобные рекоменда ции?

Итальянская пословица гласит: «Вторая мысль всегда лучше». Сомне ния быстро оставили нас. И в первом издании этого учебника после каж дой главы появился раздел «Молодому исследователю». Да, мы убеждены, что все студенты должны заниматься научными исследованиями. Прежде всего потому, что врач должен уметь мыслить. Коэффициент полезного действия нашего мозга, увы, крайне низок. Из 10—14 млрд нейронов, как полагают, мы обычно используем 4 %. Мы можем только догадываться о возможностях мозга по тем высотам, которых временами достигает челове ческая мысль (Ломоносов, Гегель, Эйнштейн). Поразительный факт — нас почти не учат мыслить. Нас учат правилам хорошего тона (нередко без осо бого успеха), учат писать и считать, танцевать и плавать, перкутировать и накладывать швы, делать рентгеновские снимки, но очень мало учат техно логии мышления. Так вот: одним из главных способов обучения мышле нию является самостоятельная научная работа под руководством серьезно го наставника. Наука учит человека мыслить, сопоставлять и взвешивать факты. Она приучает его к непрерывному труду, пытливости и сосредото ченности. Она наполняет жизнь творческим содержанием, своеобразной романтикой — романтикой научного поиска. Врач должен быть умным, по тому что перед ним стоят трудные задачи, от решения которых зависят здо ровье и жизнь людей.

Жизнь молодого человека должна быть полнокровной. Нелегко соеди нить учебу, физическую культуру, научную работу, искусство, дружбу, лю бовь и для всего найти место. Требуются продуманная организация своей жизни и определенные усилия.

...Усилья, усилья, усилья.

Спина — будто натертая солью.

А вдруг это — крылья, крылья Проклевываются с болью ?!

В. Шефнер Привлекаем мы Вас к научной работе не призывами. Мы лишь форму лируем некоторые общие проблемы, над которыми стоит задуматься, а не которые из них, кто знает, сделать затем главным содержанием своей про фессиональной деятельности.

Проблема первая. XX век был преимущественно веком диагностики бо лезней. XXI век должен стать веком диагностики и охраны здоровья, веком превентивной медицины. Ее основой будет определение у каждого члена общества всех необходимых показателей его генетической, биохимической, иммунологической, морфологической организации и распределение их в пространстве признаков. Отклонение любого признака за пределы поля до пуска в любой период развития индивидуума — от внутриутробного до старческого — будет сигналом для медицинского воздействия. Анализ всех показателей должен быть основанием для выработки индивидуального плана охраны здоровья индивидуума (индивидуального маршрута здоро вья).

Проблема вторая. Развитие превентивной медицины ставит комплекс социальных, экономических, этических и медицинских вопросов и неиз бежно приведет к реструктуризации здравоохранения. Понадобятся специ альные службы превентивной медицины. Резко увеличится значение сани тарного просвещения населения с помощью всех средств массовой инфор мации.

часть и I Методы н средства лучевой диагностики С каждым шагом методики вперед мы как бы поднимаемся ступенью выше, с которой открывается нам более широкий горизонт, с невидимыми раньше предметами.

И.П.Павлов •Меланхолия, атомно-урановая идилия". Сальвадор Дали, Медицинская диагностика основана на выявлении патологических изменений в органах и системах человека и установлении связи обнару женного комплекса симптомов с определенным заболеванием. Эта задача не из легких ввиду очень большого числа болезней и крайней вариабель ности их проявлений у отдельных больных. Выдающийся русский тера певт СП. Боткин с грустью отмечал, что он был бы рад, если бы ему в 30 % случаев удалось добиться полного совпадения клинического и пато логоанатомического диагнозов. С тех пор утекло много воды и диагности ка сделала поистине гигантский шаг вперед. Это произошло в первую очередь потому, что врач смог дополнить клинический осмотр больного многочисленными исследованиями, из которых наибольшее значение приобрели лучевые. Существующие методы лучевой диагностики можно сгруппировать следующим образом.

• Рентгенологический метод.

• Радионуклидный метод.

• Магнитно-резонансный метод.

• Ультразвуковой метод.

1. ВЕЛИКИЙ РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД Вдруг стало видимо далеко во все концы света.

Н.В. Гоголь Рентгенологический метод — это способ изучения строения и функции различных органов и систем, основанный на качественном и количест венном анализе пучка рентгеновского излучения, прошедшего через тело человека.

1.1. Получение рентгеновского изображения Современная рентгеновская установка — сложное техническое устрой ство. Оно включает элементы телеавтоматики, электроники, компьютерной техники. Многоступенчатая система защиты обеспечивает полную радиа ционную и электрическую безопасность персонала и обследуемых больных.

Рентгенодиагностические аппараты принято делить на универсальные (общего назначения), позволяющие производить рентгеновское просве чивание и рентгеновские снимки всех частей тела, и аппараты специ ального назначения (специализированные). Последние предназначены для выполнения рентгенологических исследований в неврологии, сто матологии, урологии, маммологии, ангиологии. Созданы также специ ализированные аппараты для обследования детей, проведения массо вых проверочных исследований (флюорографии), исследований в па латах и операционных.

В состав типового рентгенодиагностического аппарата входят питаю щее устройство, излучатель (рентгеновская трубка), устройство для кол лимации пучка, рентгеноэкспонометр и приемники излучения (рис. III).

У некоторых аппаратов имеется дополнительный компьютерный терминал.

Рнс. II. I. Принципиальная схема рснтгенодиагностической установки.

1 — питающее устройство;

2 — излучатель (рентгеновская трубка);

3 — устройство для коллимации пучка излучения;

4 — пациент;

5 — отсеивающая решетка;

6 — рентгеноэкспонометр;

7 — рентгеновская кассета;

8 — рентгеновская пленка в комбинации с усиливающими экранами;

9 — электронно-оптический усилитель;

10 — люминесцентная пластина для цифровой рентгенографии;

11 — дисплей;

12 — магнитный накопитель изображений.

Рентгеновский аппарат питается от городской сети переменным током напряжением 220 или 380 В. Питающее устройство преобразует это напря жение в высокое — порядка 40—150 кВ. Пульсацию напряжения доводят до минимальной;

в некоторых аппаратах с высокочастотным генератором это напряжение практически постоянное. От величины напряжения зависит качество рентгеновского пучка, в частности его проникающая способность.

Рентгенодиагностический аппарат общего назначения (рис. II.2) включа ет поворотный стол-штатив, на котором располагается обследуемый. Врач рентгенолог находится либо поблизости, у экрана монитора, либо в соседнем помещении, если штатив имеет телеметрическое управление. Существуют ап параты, предназначенные только для выполнения рентгенограмм — в рентге новском кабинете, операционной, палате (рис. II.3). Управлять аппаратом не сложно, так как выбор и регулировка технических условий осуществляются, как правило, автоматически с помощью микропроцессорной техники.

Рис. II.2. Ренпенодиашостический аппарат.

При прохождении через тело человека пучок рентгеновского излуче ния ослабевает. Тело человека представляет собой неоднородную среду, поэтому в разных органах излучение поглощается в неодинако вой степени ввиду различной толщины и плотности ткани. При равной толщине слоя излучение сильнее всего поглощается костной тканью, почти в 2 раза меньшее количество его задерживается паренхиматоз ными органами и свободно проходит через газ, находящийся в легких, желудке, кишечнике. Из изложенного нетрудно сделать простой вывод: чем сильнее исследуемый орган поглощает излучение, тем ин тенсивнее его тень на приемнике излучения, и наоборот, чем больше лучей пройдет через орган, тем прозрачнее будет его изображение.

Поясним это положение на примере. На рис. 11.4 представлено изобра жение органов грудной полости, каким его видит врач на экране рентге новского дисплея. На изображении четко выделяются ключицы и ребра, поскольку костная ткань задерживает большое количество рентгеновского излучения. Органы средостения — сердце с находящейся в нем кровью, клетчатка, пищевод, лимфатические узлы — поглощают меньше рентгенов ского излучения, однако из-за большой общей массы этих органов их тень на рентгенограмме также кажется интенсивной. По бокам от средостения видны светлые легочные поля. Легочная ткань содержит много воздуха и мало мягких тканей в единице объема, поэтому слабее задерживает рентге Рнс. II.3. Рентгенография с помощью передвижного рентгеновского аппарата Рис. П.4. Обзорная рентгенограмма органов грудной полости.

новское излучение. Таким образом, полученное изображение объективно отразило степень поглощения рентгеновского излучения в разных тканях и органах грудной полости.

1.2. Искусственное контрастирование органов Обратитесь вновь к рис. И.4. На нем легко различить изображения сердца и легких, так как они в разной степени поглощают излучение. Они обладают, как принято говорить в рентгенодиагностике, естественной кон трастностью. Однако на снимке не различимы бронхи, поскольку они, как и легочная ткань, содержат воздух. Не видны также полости сердца, потому что они заполнены кровью, которая задерживает излучение в той же степе ни, что и сердечная мышца.

Для того чтобы получить дифференцированное изображение тканей, примерно одинаково поглощающих излучение, применяют искусст венное 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 с исследуемыми органами. Вещества, задерживающие больше излучения, чем мягкие ткани, называютреитгенопозитиеными. Они созданы на ос нове тяжелых элементов - бария или йода.

В качестве же рентгеноиегативных контрастных веществ использу ют газы - закись азота, углекислый газ. Основные требования к рент геноконтрастным веществам очевидны: создание высокой контраст ности изображения, безвредность при введении в организм больного, быстрое выведение из организма.

Существуют два принципиально различных способа контрастирования органов. Один из них заключается в прямом механическом введении кон трастного вещества в полость органа — в пишевод, желудок, кишечник, слезные или слюнные протоки, желчные пути, полость матки, кровеносные сосуды или полости сердца.

Второй способ контрастирования основан на способности некоторых органов поглощать из крови введенное в нее контрастное вещество, кон центрировать и выделять его. Этот принцип — концентрации и выведе ния — используют при рентгенологическом исследовании мочевыделитель ной системы и желчных путей.

В рентгенологической практике в настоящее время применяют следую щие контрастные средства.

1. Препараты сульфата бария (BaSO ). Водная взвесь сульфата бария ~ основной препарат для исследования пищеварительного канала. Она не растворима в воде и пищеварительных соках, безвредна. Применяют в виде суспензии в концентрации 1:1 или более высокой — до 5:1. Для придания препарату дополнительных свойств (замедление оседания твердых частиц бария, повышение прилипаемости к слизистой оболочке) в водную взвесь добавляют химически активные вещества (танин, цитрат натрия, сорбит и др.), для увеличения вязкости — желатин, пищевую целлюлозу. Существу ют готовые официнальные препараты сульфата бария, отвечающие всем перечисленным требованиям.

2. Йодсодержащие растворы органических соединений. Это большая груп па препаратов, представляющих собой главным образом производные не которых ароматических кислот — бензойной, адипиновой, фенилпропио новой и др. Препараты используют для контрастирования кровеносных со судов и полостей сердца. К ним относятся, например, урографин, тразо граф, триомбраст и др. Эти препараты выделяются мочевыводящей систе мой, поэтому могут быть использованы для исследования чашечно-лоха ночного комплекса почек, мочеточников, мочевого пузыря.

В последнее время появилось новое поколение йодсодержащих органи ческих соединений — неионные (сначала мономеры — омнипак, ультравист, затем димеры — йодиксанол, йотролан). Их осмолярность значительно ниже, чем ионных, и приближается к осмолярности плазмы крови (300 моем).

Вследствие этого они значительно менее токсичны, чем ионные мономеры.

Ряд йодсодержащих препаратов улавливается из крови печенью и выво дится с желчью, поэтому их применяют для контрастирования желчных путей. С целью контрастирования желчного пузыря применяют йодистые препараты, всасывающиеся в кишечнике (холевид).

3. Иодированные масла. Эти препараты представляют собой эмульсию йодистых соединений в растительных маслах (персиковом, маковом). Они завоевали популярность как средства, используемые при исследовании бронхов, лимфатических сосудов, полости матки, свищевых ходов Особен но хороши ультражидкие йодированные масла (липоидол) которые харак теризуются высокой контрастностью и мало раздражают ткани.

Иодсодержащие препараты, особенно ионной группы, могут вызывать аллергические реакции и оказывать токсическое воздействие на организм Общие аллергические проявления наблюдаются со стороны кожи и слизис тых оболочек (конъюнктивит, ринит, крапивница, отек слизистой оболоч ки гортани, бронхов, трахеи), сердечно-сосудистой системы (снижение кровяного давления, коллапс), центральной нервной системы (судороги, иногда параличи), почек (нарушение выделительной функции). Указанные реакции обычно преходящи, но могут достигать высокой степени выражен ности и даже привести к смертельному исходу. В связи с этим перед введе нием в кровь йодсодержащих препаратов, особенно высокоосмолярных из ионной группы, необходимо провести биологическую пробу: осторожно вливают внутривенно 1 мл рентгеноконтрастного препарата и выжидают 2—3 мин, внимательно наблюдая за состоянием больного. Лишь в случае отсутствия аллергической реакции вводят основную дозу, которая при раз ных исследованиях варьирует от 20 до 100 мл.

При малейших признаках реакции на введение пробной дозы иссле дование прекращают. С большой осторожностью прибегают к рентгено контрастным исследованиям у лиц с аллергическими заболеваниями:

бронхиальной астмой, сенной лихорадкой, аллергическим назофаринги том и др. В рентгеновском кабинете всегда хранятся средства для предот вращения и устранения аллергических и токсических реакций. Еще раз подчеркнем, что благодаря введению в клиническую практику контраст ных препаратов неионной группы значительно уменьшились количество и выраженность неблагоприятных реакций. Однако их высокая стоимость пока сдерживает повсеместный переход только на эти рентгеноконтраст ные вещества.

4. Газы (закись азота, углекислый газ, обычный воздух). Для введения в кровь можно применять только углекислый газ вследствие его высокой рас творимости. При введении в полости тела и клетчаточные пространства также во избежание газовой эмболии используют закись азота. В пищева рительный канал допустимо вводить обычный воздух.

В некоторых случаях рентгенологическое исследование проводят с дву мя рентгеноконтрастными веществами — рентгенопозитивным и рентгено негативным. Это так называемое двойное контрастирование. Чаще таким приемом пользуются в гастроэнтерологии, когда при исследовании пище варительной трубки одновременно вводят сульфат бария и воздух.

1.3. Рентгенография Рентгенография (рентгеновская съемка) - способ рентгенологического исследования, при котором фиксированное рентгеновское изображение объекта получают на твердом носителе, в подавляющем большинстве случаев на рентгеновской пленке. В цифровых рентгеновских аппаратах это изображение может быть зафиксировано на бумаге, в магнитной или магнитно-оптической памяти, получено на экране дисплея.

Рнс..5. Подготовка к рентгенографии предплечья.

Пленочную рентгенографию выполняют либо на универсальном рентге новском аппарате, либо на специальном штативе, предназначенном только для этого вида исследования. Исследуемая часть тела располагается между рентгеновским излучателем и кассетой (рис. II.5). Внутренние стенки кас сеты покрыты усиливающими экранами, между которыми и помещается рентгеновская пленка.

Усиливающие экраны содержат люминофор, который под действием рентгеновского излучения светится и, таким образом воздействуя на плен ку, усиливает его фотохимическое действие. Основное назначение усилива ющих экранов — уменьшить экспозицию, а значит, и радиационное облу чение пациента.

В зависимости от назначения усиливающие экраны делят на стандарт ные, мелкозернистые (у них мелкое зерно люминофора, пониженная свето отдача, но очень высокое пространственное разрешение), которые приме няют в остеологии, и скоростные (с крупными зернами люминофора, высо кой светоотдачей, но пониженным разрешением), которые используют при проведении исследования у детей и быстродвижущихся объектов, например сердца.

Исследуемую часть тела помещают максимально близко к кассете, чтобы уменьшить проекционное искажение (в основном увеличение), ко торое возникает из-за расходящегося характера пучка рентгеновских лучей.

Кроме того такое расположение обеспечивает необходимую резкость изо бражения. Излучатель устанавливают так, чтобы центральный пучок прохо дил через центр снимаемой части тела и был перпендикулярен пленке В некоторых случаях, например при исследовании височной кости, приме няют наклонное положение излучателя.

Рентгенографию можно выполнять в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении больного, а также в положении на боку. Съемка в разных положениях позволяет судить о смещаемости органов и выявлять некоторые важные диагностические признаки, например растекание жид кости в плевральной полости или наличие уровней жидкости в петлях ки шечника.

Снимок части тела (голова, таз и др.) или целого органа (легкие, желу док) называют обзорным. Снимки с изображением интересующей врача части органа в проекции, оптимальной для исследования той или иной детали, именуют прицельными. Их нередко производит сам врач под контролем просвечивания. Снимки могут быть одиночными или серийными. Серия может состоять из 2—3 рентгенограмм, на которых зафиксированы разные состояния органа (например, перистальтика желудка). Однако чаще под серийной рентгенографией понимают из готовление нескольких рентгенограмм в течение одного исследова ния и обычно за короткий промежуток времени. Например, при арте риографии (контрастное исследование сосудов) с помощью специ ального устройства — сериографа — производят до 6—8 снимков в се кунду.

Из вариантов рентгенографии заслуживает упоминания съемка с пря мым увеличением изображения, которого обычно достигают, отодвигая рентгеновскую кассету от объекта съемки на 20—30 см. В результате этого на рентгенограмме получается изображение мелких деталей, не различимых на обычных снимках. Эту технологию можно использовать только при на личии специальных трубок, в которых фокусное пятно имеет очень неболь шие размеры — порядка 0,1—0,3 мм. Для изучения костно-суставной сис темы оптимальным считается увеличение в 5—7 раз (рис. 11.6).

На рентгенограммах можно получить изображение любой части тела.

Некоторые органы хорошо различимы на снимках благодаря естественной контрастности (кости, сердце, легкие). Другие органы достаточно четко отображаются только после их искусственного контрастирования (бронхи, сосуды, желчные протоки, полости сердца, желудок, кишечник). В любом случае рентгенологическая картина формируется из светлых и темных участков. Почернение рентгеновской пленки, как и фотопленки, происхо дит вследствие восстановления металлического серебра в ее экспонирован ном эмульсионном слое. Для этого пленку подвергают химической и физи ческой обработке: проявляют, фиксируют, промывают, сушат. В современ ных рентгеновских кабинетах весь процесс обработки пленки автоматизи рован благодаря наличию проявочных машин. Применение микропроцес сорной техники, высокой температуры и быстродействующих химических реактивов позволяет уменьшить время получения рентгенограммы до 1 — 1,5 мин.

Рис. II.6. Рентгенограмма костей запястья с увеличением изображения.

Следует помнить, что рентгеновский снимок является негативом по отношению к изображению, видимому на флюоресцентном экране при просвечивании, поэтому прозрачные для рентгеновских лучей участки тела на рентгенограммах получаются темными («затемнения»), а более плотные — светлыми («просветления»)! 1. Однако главная особенность рентгенограммы заключается в другом. Каждый луч при прохождении через тело человека пересекает ие одну точку, а огромное количество точек, расположенных как на поверхности, так и в глубине тканей.

Следовательно, каждой точке на снимке соответствует множество дей ствительных точек объекта, которые проецируются друг на друга, по этому рентгеновское изображение является суммационным, плоскост По существующим правилам все рентгенограммы в учебнике воспроизводятся в позитивном отображении, идентичном изображению на флюоресцентном экране.

Рис. П.7. Различные виды суммации (1-3) и вычитания (4) теней на рентгено ным. На рис. II.7 показано, что это обстоятельство приводит к потере изображения многих элементов объекта, поскольку изображение одних деталей накладывается на тень других. Из этого вытекает основное пра вило рентгенологического исследования: рентгенограммы любой части тела (органа) должны быть произведены как минимум в двух взаимно перпендикулярных проекциях — прямой и боковой. В дополнение к ним могут понадобиться снимки в косых и аксиальных (осевых) проекциях.

Рентгенограммы изучают в соответствии с общей схемой анализа луче вых изображений.

Рентгенографию применяют повсеместно. Она может быть выполнена во всех лечебных учреждениях, проста и необременительна для пациента.

Снимки можно производить в стационарном рентгеновском кабинете, па лате, операционной, реанимационном отделении. При правильном выборе технических условий на снимке отображаются мелкие анатомические дета ли. Рентгенограмма является документом, который можно хранить продол жительное время, использовать для сопоставления с повторными рентгено граммами и предъявлять для обсуждения неограниченному числу специа листов.

Показания к рентгенографии весьма широки, но в каждом конкретном случае должны быть обоснованы, так как рентгенологическое исследование сопряжено с лучевой нагрузкой. Относительными противопоказаниями слу жат крайне тяжелое состояние или сильное возбуждение больного, а также острые состояния, при которых требуется экстренная хирургическая помощь (например, кровотечение из крупного сосуда, открытый пневмоторакс).

В качестве приемника рентгеновского изображения ранее применяли селеновые пластины, которые перед экспонированием заряжали на специ альных аппаратах. Затем изображение переносили на писчую бумагу.

Метод получил название электрорентгенографии. Однако в дальнейшем этот метод себя не оправдал из-за большого числа артефактов, высокой лу чевой нагрузки и искажения рентгеновских изображений.

Подробно см.: Линденбратен Л.Д. Методика изучения рентгеновских сним ков.— М.: Медицина, 1971.

Гимн рентгенограмме Она тонка, стройна, ее скелет Из хрупких кальция соединений Лучей катодных всепроникновеньем Воссоздан здесь. Рентгеновский портрет Рисует гармоничность позвонков, Стряхнувших эпидермиса покров.

И в дымке очертаний плоти слабой Я вижу сердца трепетный овал;

Твою улыбку взор дорисовал, И я шепчу: «Любимая, я раб твой.

О, жемчуг рта! О, полутеней гамма!

Любовь и страсть моя, рентгенограмма».

Лоренс Рассел Прогресс компьютерной техники открыл возможность разработки ди гитальных (цифровых) способов получения рентгеновского изображения (от англ. digit — цифра). Для этих способов характерно представление рентге новского изображения в цифровом варианте. Такие изображения формиру ются с помощью различных устройств. Соответственно различают следую щие системы цифровой рентгенографии: I) электронно-оптическая цифро вая рентгенография;

2) сканирующая цифровая рентгенография;

3) цифровая люминесцентная рентгенография;

4) цифровая селеновая или силиконовая рентгенография (прямая цифровая рентгенография).

При электронно-оптической цифровой рентгенографии рентгеновское изображение, полученное в телевизионной камере, после усиления посту пает на аналого-цифровой преобразователь (рис. II.8). Все электрические сигналы, несущие информацию об исследуемом объекте, превращаются в череду цифр. Иными словами, создается цифровой образ объекта. Цифро вая информация поступает затем в компьютер, где обрабатывается по зара нее составленным программам. Программу выбирает врач, исходя из задач исследования. С помощью компьютера можно улучшить качество изобра жения, повысить его контрастность, очистить от помех, выделить интере сующие врача детали или контуры.

В системах, в которых использована техника сканирования объекта, через него пропускают движущийся узкий пучок рентгеновских лучей, т.е.

последовательно «просвечивают» все его отделы. Прошедшее через объект излучение регистрируется детектором и преобразуется в электрический сигнал, который после оцифровки в аналого-цифровом преобразователе передается на компьютер для последующей обработки.

Быстро развивается цифровая люминесцентная рентгенография, при ко торой пространственный рентгеновский образ воспринимается «запоми нающей» люминесцентной пластиной, способной сохранять скрытое в ней изображение в течение нескольких минут. Затем эта пластина сканируется специальным лазерным устройством, а возникающий при этом световой поток преобразуется в цифровой сигнал.

Особенно привлекает внимание прямая цифровая рентгенография, осно ванная на прямом преобразовании энергии рентгеновских фотонов в сво бодные электроны. Подобная трансформация происходит при действии рентгеновского пучка, прошедшего через объект, на пластины из аморфно го селена или аморфного полукристаллического силикона. По ряду сообра Излучатель Генератор Телевизионная система высокого разрешения (1249 строк) Цифровая память Цифровая обработка изображений Фиксированный диск Дисплей Мультиформатная камера Рис. П.8. Электронно-оптическая цифровая система для рентгенографии и рент геноскопии.

жений такой метод рентгенографии пока используют только для исследова ния грудной клетки.

Независимо от вида цифровой рентгенографии окончательное изобра жение при ней сохраняется на различного рода магнитных носителях (дис кеты, жесткие диски, магнитные ленты) либо в виде твердой копии (вос производится с помощью мультиформатной камеры на специальной фото пленке), либо с помощью лазерного принтера на писчей бумаге.

К достоинствам цифровой рентгенографии относятся высокое качество изображения, пониженная лучевая нагрузка и возможность сохранять изображения на магнитных носителях со всеми вытекающими из этого последствиями: удобство хранения, возможность создания упорядо ченных архивов с оперативным доступом к данным и передачи изобра жения на расстояния — как внутри больницы, так и за ее пределы.

Знаменитого математика Давида Гильберта (1862— 1943) спросили об одном из его бывших учеников.

— Ах, этот-то? — вспомнил Гильберт.— Он стал поэтом.

Для математики у него было слишком мало воображе ния.

{физики шутят.— М.: Мир, 1966) 1.4. Рентгеноскопия Рентгеноскопия (рентгеновское просвечивание) — метод рентгенологи ческого исследования, при котором изображение объекта получают на светящемся (флюоресцентном) экране.

Экран представляет собой картон, покрытый особым химическим составом, который под влиянием рентгеновского излучения начинает светиться. Интенсивность свечения в каждой точке экрана пропорцио нальна количеству попавших на него рентгеновских квантов. Со сторо ны, обращенной к врачу, экран покрыт свинцовым стеклом, предохра няющим врача от прямого воздействия рентгеновского излучения.

Флюоресцентный экран светится слабо, поэтому рентгеноскопию вы полняют в затемненном помещении. Врач должен в течение Ю—15 мин привыкать (адаптироваться) к темноте, чтобы различить малоинтенсивное изображение. И все же, несмотря на сколь угодно длительную адаптацию, изображение на светящемся экране различимо плохо, мелкие детали его не видны, лучевая нагрузка при таком исследовании довольно велика.

В качестве усовершенствованного метода рентгеноскопии применяют рентгенотелевизионное просвечивание. Его выполняют с помощью уси лителя рентгеновского изображения (УРИ), в состав которого входят рентгеновский электронно-оптический преобразователь (РЭОП) и замкнутая телевизионная система.

РЭОП представляет собой вакуумную трубку, внутри которой с одной стороны расположен рентгеновский флюоресцирующий экран, а с проти воположной — катодно-люминесцирующий экран, между ними — электри ческое ускоряющее поле с разностью потенциалов около 25 кВ. Световой образ, возникающий при просвечивании на флюоресцентном экране, на фотокатоде превращается в поток электронов. Под воздействием ускоряю щего поля и в результате фокусировки (повышения плотности потока) энергия электронов значительно — в несколько тысяч раз — возрастает.

Попадая на катодно-люминесцентный экран, электронный поток создает на нем видимое, аналогичное исходному, но очень яркое изображение, ко торое через систему зеркал и линз передается на телевизионную трубку — видикон. Возникающие в ней электрические сигналы поступают в блок те левизионного канала, а затем — на экран дисплея. При необходимости изо бражение можно фиксировать с помощью видеомагнитофона.

Таким образом, в УРИ осуществляется такая цепочка преобразования об раза исследуемого объекта: рентгеновский — световой — электронный (на этом этапе происходит усиление сигнала) — вновь световой — электронный (здесь возможно исправление некоторых характеристик образа) — вновь све товой.

Рентгеновское изображение на дисплее, как и обычное телевизионное изображение, можно рассматривать при обычном видимом свете. Благода ря УРИ рентгенология совершила скачок из царства темноты в царство света. Как остроумно заметил один ученый, «темное прошлое рентгеноло гии позади».

Рентгенотелевизионное просвечивание не требует темновой адаптации врача. Лучевая нагрузка на персонал и пациента при его проведении значительно меньше, чем при обычной рентгеноскопии. По телевизионно му каналу изображение может быть передано на другие мониторы (в комнату управления, в учебные комнаты). Телевизионная техника обеспечивает возможность записи всех эта пов исследования, в том числе движений ор ганов.

С помощью зеркал и линз рентгеновское изо бражение из рентгеновского электронно-оптичес кого преобразователя может быть введено в кино камеру. Такое исследование носит название рент генокинематографии (рис. 11.9). Это изображение может быть также направлено на фотокамеру, ко торая позволяет выполнить серию малоформат ных (размером 10x10 см) рентгенограмм. Нако нец, рентгенотелевизионный тракт дает возмож ность ввести дополнительный модуль, оцифровы вающий изображение (аналого-цифровой преоб разователь), и выполнить серийную цифровую рентгенографию, которая уже рассмотрена ранее, а также цифровую рентгеноскопию, при которой еще больше снижается лучевая нагрузка, улучша ется качество изображения и, кроме того, имеется возможность ввести изображение в компьютер для последующей обработки.

Следует отметить один принципиально важ ный момент. В настоящее время рентгеновских аппаратов без УРИ уже не выпускают, и примене ние так называемой обычной рентгеноскопии, т.е. исследование больного с помощью только светящегося в темноте экрана, допустимо лишь в исключительных условиях.

Любому рентгеноскопическому исследова нию, как с УРИ, так и без него, свойствен ряд не достатков, из-за которых сужается сфера его при менения. Во-первых, при этом исследовании, не смотря на ряд рассмотренных ранее усовершенст вований, лучевая нагрузка остается достаточно высокой, намного выше, чем при рентгеногра фии. Во-вторых, пространственное разрешение метода, т.е. возможность выявлять мелкие детали в рентгенологической картине, довольно низкое.

Вследствие этого ряд патологических состояний Рис. II.9. Рентгенокине легких может остаться незамеченным, например матография контрасти милиарный туберкулез или карциноматоз легких, рованного сердца.

лимфангит некоторые пылевые поражения и др. В связи с изложенным ис пользование рентгеноскопии как проверочного (профилактического) ис следования запрещено официальным предписанием Правительства РФ.

В настоящее время круг решаемых в диагностике задач, стоящих перед рентгеноскопией, может быть сведен к следующему:

1) контроль над заполнением органов пациента контрастным вещест вом, например при исследовании пищеварительного канала;

2) контроль над проведением инструментария (катетеры, иглы и др.) при выполнении инвазивных рентгенологических процедур, например ка тетеризации сердца и сосудов;

3) исследование функциональной активности органов или выявление функциональных симптомов заболевания (например, ограничения подвиж ности диафрагмы) у больных, которым по каким-либо причинам ультразву ковое исследование не может быть выполнено.

1.5. Флюорография Флюорография — метод рентгенологического исследования, заключаю щийся в фотографировании изображения с флюоресцентного рентгенов ского экрана (что применяется чаще), экрана электронно-оптического преобразователя или систем, предназначенных йля последующей оцифровки изображений, на фотопленку небольшого формата — обычно 110x110 мм, 100*100 мм или, что менее желательно, 70 70 мм.

Важнейшим качеством флюорографии, проистекающим из низкой сто имости рентгенограмм малого формата, является возможность проводить с ее помощью массовые проверочные (профилактические) исследования.

Это и определило место флюорографии в рентгенодиагностике, а если брать шире — то и во всей медицине.

При наиболее распространенном способе флюорографии уменьшенные рентгеновские снимки получают на специальном рентгеновском аппара те — флюорографе. В этом аппарате имеются флюоресцентный экран и ме ханизм автоматического перемещения рулонной пленки. Фотографирова ние изображения осуществляется с помощью фотокамеры на рулонную ленту с получением кадров указанных выше размеров (рис. 11.10).

При другом способе флюорографии, уже упомянутом в начале настоя щего раздела, фотосъемку производят на пленку того же формата, но с экрана УРИ (такой метод регистрации изображения иногда называют УРИ-флюорографией). Методика особенно показана при исследовании пи щевода, желудка и кишечника, так как обеспечивает быстрый переход от просвечивания к выполнению рентгеновских снимков, причем большими сериями.

Шагом вперед явилась разработка цифровой флюорографии. В цифровом флюорографе в отличие от экранно-пленочной техники (с УРИ или без него) энергия рентгеновских фотонов, прошедших через объект исследова ния (тело человека), воспринимается одной из систем для оцифровки изо бражения (как в цифровой рентгенографии). Затем с помощью лазерного принтера получают изображение на обычной писчей бумаге. Преимущества цифровой флюорографии очевидны: низкая стоимость получения фотокад ра, пониженная — в 20 раз — лучевая нагрузка на пациента, в связи с чем такую флюорографию часто называ ют низкодозовой.

В нашей стране флюорография в качестве метода рентгенологического исследования органов грудной полос ти сложилась как составная часть комплексной программы раннего выяв ления туберкулеза легких. Естествен но, что попутно обнаруживали и дру гие легочные заболевания, в первую очередь онкологические. Однако вследствие невысокой чувствитель Рис. НЛО. Принцип флюорографии.

ности и специфичности метода было много противников его использова ния. Так, за рубежом пошли по другому пути — пути развития альтернатив ных методов диагностики туберкулеза, в частности цитологического иссле дования мокроты. К недостаткам флюорографии как массового проверочно го исследования следует отнести и определенную лучевую нагрузку на попу ляцию страны в целом (не путать с радиобиологическим воздействием на от дельного индивидуума: оно невелико и никакой опасности для здоровья об следуемого не представляет!), а также громоздкость и достаточно высокую стоимость флюорографических исследований в масштабах страны в целом.

И все же, несмотря на ряд присущих флюорографии недостатков, в на стоящее время в нашей стране она является основным методом раннего распознавания туберкулеза (а также рака) легких. В соответствии с су ществующими положениями и регламентациями флюорографию про водят не поголовно, как было раньше, а дифференцированно, у ограни ченной группы лиц из группы высокого риска развития легочных заболева ний и с учетом местных условий, в первую очередь эпидемиологической об становки по туберкулезу, но обязательно у лиц, достигших 15-летнего возраста. У всех лиц, относимых к так называемой декретированной группе (работники лечебных учреждений, детских дошкольных учрежде ний и школ, общепита и др.), флюорографию проводят обязательно не реже одного раза в год.

1.6. Томография Томография (от греч. tomos — слой) — метод послойного рентгенологичес кого исследования.

I На обычной рентгенограмме получается суммационное изображение всей толщи исследуемой части тела. Изображение одних анатомических структур частично или полностью накладывается на изображение других. Вследствие этого теряется очень много важных структурных элементов органов. Томогра фия служит для получения изолированного изображения структур, располо женных в одной плоскости, т.е. как бы расчленения суммационного изобра жения на составляющие его изображения отдельных слоев объекта.

Рнс. 11.11. Принцип традиционной (линейной) томографии.

Рис. 11.12. Штатив для линейной томографии.

Рис. Н. 13. Большая туберкулема с распадом в верхней доле левого легкого, а — рентгенограмма, б — томограмма.

Эффект томографии достигается благодаря непрерывному движению во время съемки двух из трех компонентов рентгеновской системы излуча тель—пациент—пленка. Чаще всего перемещаются излучатель и пленка, в то время как пациент остается неподвижным. При этом излучатель и плен ка двигаются по дуге, прямой линии или более сложной траектории, но обязательно в противоположных направлениях (рис. 11.11). При таком перемещении изображение большинства деталей на рентгенограмме оказы вается нечетким, размазанным, а резким получается изображение только тех образований, которые находятся на уровне центра вращения системы излучатель—пленка.

Конструктивно томографы выполняют в виде дополнительных штати вов (рис. 11.12) либо специального приспособления к универсальному по воротному штативу. Если на томографе изменить уровень центра вращения системы излучатель—пленка, то изменится уровень выделяемого слоя. Тол щина выбираемого слоя зависит от амплитуды движения упомянутой выше системы: чем она больше, тем тоньше будет томографический слой. Обыч ная величина этого угла от 20 до 50°. Если же выбирают очень малый угол перемещения, порядка 3—5°, то получают изображение толстого слоя, по существу целой зоны. Этот вариант томографии получил название зоногра фии (не путать с сонографией — методом ультразвукового исследования).

Показания к томографии достаточно широки, особенно в учреждениях, в которых нет компьютерного томографа. Наиболее широкое распростра нение томография получила в пульмонологии. На томограммах получают изображение трахеи и крупных бронхов, не прибегая к их искусственному контрастированию. Томография легких очень ценна для выявления полос тей распада на участках инфильтрации или в опухолях (рис. 11.13), а также Подробнее см.: Королюк ИМ. Зонография легких- М.: Медицина, 1984.

для обнаружения гиперплазии внутригрудных лимфатических узлов. Она также дает возможность изучить структуру околоНосовых пазух, гортани, получить изображение отдельных деталей такого сложного объекта, каким является позвоночник.

Описанное выше послойное рентгенологическое исследование прово дят без применения компьютеров. Этот метод называют линейной, или кон венциональной, томографией. Однако в лучевой диагностике существует ряд методик послойной визуализации органов с помощью компьютерных тех нологий. Об одном из них, компьютерной томографии, пойдет речь в сле дующем разделе.

1.7. Компьютерная томография Мы живем в эпоху, когда расстояние от самых безумных фантазий до совершенно реальной действитыьности со кращается с невероятной быстротой.

М. Горький Компьютерная томография — это послойное рентгенологическое исследо вание, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получа емого при круговом сканировании объекта ( англ. scan — бегло про сматривать) узким пучком рентгеновского излучения.

Компьютерная томография (К.Т) буквально «взорвала» не только луче вую, но и вообще медицинскую диагностику. Впервые за всю историю раз вития медицины у врача появилась уникальная возможность изучить у жи вого человека неинвазивным методом анатомические структуры внутрен них органов диаметром всего несколько миллиметров.

Идея компьютерной томографии родилась в далекой Южно-Африкан ской Республике у физика А. Кормака. В Кейптаунской больнице Хроте Схюр его поразило несовершенство технологии исследования головного мозга. Он рассчитал взаимодействие узкого пучка рентгеновского излучения с веществом мозга и в 1963 г. опубликовал статью о возможности компью терной реконструкции изображения мозга. Спустя 7 лет этим вопросом заня лась группа инженеров английской фирмы электромузыкальных инструмен тов во главе с Г. Хаунсфилдом. Время сканирования первого объекта (мозг, консервированный в формалине) на созданной ими экспериментальной ус тановке составило 9 ч. Как робки были первые шаги КТ и далеки первые ре зультаты исследований от нынешних блестящих успехов! Однако мы не слу чайно рассказываем об истории создания нового метода. Для молодых иссле дователей она поучительна и дерзким замыслом первых исследователей, и не меньшей смелостью фирмы, предоставившей средства для создания прибо ра, весьма далекого от ее основной продукции. Уже в 1972 г. была произведе на первая томограмма женщине с опухолевым поражением мозга. 19 апреля 1972 г. на конгрессе Британского радиологического института Г. Хаунсфилд и врач Дж.Амброус выступили с сенсационным сообщением «Рентгенология проникает в мозг». А в 1979 г. А. Кормаку и Г. Хаунсфилду была присуждена Нобелевская премия. В настоящее время в мире функционируют десятки тысяч компьютерных томографов, что соизмеримо с числом классических рентгеновских аппаратов.

Рнс. 11.14. Рентгеновский компьютерный томограф.

Излучатель Система получения изображения Круговой ячеистый детектор Компьютер Рис. 11.15. Принцип компьютерной томографии.

Компьютерный томограф представляет собой чрезвычайно сложное уст ройство, при создании которого были использованы наиболее прогрессив ные компьютерные, электронные и механические технологии (рис. 11.14).

Схема получения компьютерных томограмм представлена на рис. 11.15.

Узкий пучок рентгеновского излучения сканирует человеческое тело по ок ружности. 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) преобразу ет энергию излучения в электрические сигналы. После усиления эти сигна лы преобразуются в цифровой код, который поступает в память компьюте ра. Зафиксированные сигналы отражают степень ослабления пучка рентге новских 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 Рис. 11.16. Компьютерная томограмма брюшной полости. Метастазы злокачест венной опухоли в печени (указаны стрелками).

вращения излучателя в памяти компьютера оказываются зафиксированны ми все сигналы от всех датчиков. Продолжительность вращения излучателя в современных томографах очень небольшая, всего 1—3 с, что позволяет изучать движущиеся объекты.

При использовании стандартных программ компьютер реконструирует внутреннюю структуру объекта. В результате этого получается изображение тонкого слоя изучаемого органа, обычно порядка нескольких миллиметров, которое выводится на дисплей, и врач обрабатывает его применительно к поставленной перед ним задаче: может масштабировать изображение (уве личивать и уменьшать), выделять интересующие его области (зоны интере са), определять размеры органа, число или характер патологических обра зований (рис. II. 16).

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 не скольких десятков единиц Хаунсфилда. Параметры окна (ширина и распо ложение на всей шкале Хаунсфилда) всегда обозначают на компьютерных томограммах. После такой обработки изображение помещают в долговре менную память компьютера или сбрасывают на твердый носитель — фото пленку. Добавим, что при компьютерной томографии выявляются самые Рис. 11.17. Спиральная компьютерная томограмма (ангиограмма).

А — расширенная брюшная аорта. Стрелками показаны почечные артерии.

К левой почке идет добавочная артерия (указана изогнутой стрелкой).

Рис. 11.18. Компьютерная томограмма поясничных позвонков (трехмерная рекон струкция изображения).

Рнс. 11.19. Компьютерная томограмма (виртуальная эндоскопия). Наружный вид трахеи, бронхов и увеличенных лимфатических узлов.

незначительные перепады плотности, около 0,4—0,5 %, тогда как обычная рентгенофамма может отобразить плотностной фадиент только в 15—20 %.

Обычно при компьютерной томофафии не офаничиваются получени ем одного слоя. Для уверенного распознавания поражения необходимо несколько срезов, как правило, 5—10, их выполняют на расстоянии 5— 10 мм друг от друга. Для ориентации в расположении выделяемых слоев относительно тела человека на этом же аппарате производят об зорный цифровой снимок изучаемой области — рентгенотопогралшу, на которой и отображаются выделяемые при дальнейшем исследова нии уровни томофамм.

В настоящее время сконструированы компьютерные томографы, в ко торых в качестве источника проникающего излучения вместо рентгенов ского излучателя используют вакуумные электронные пушки, испускаю щие пучок быстрых электронов. Сфера применения таких электронно-лу чевых компьютерных томографов пока ограничена в основном кардиоло гией.

Рис. 11.20. Компьютерная томограмма (виртуальная эндоскопия, выполненная у того же больного — см. рис. 11.19). Изображение бифуркации трахеи. Эндоброн хиальнын рак правого главного бронха.

В последние годы бурно развивается так называемая спиральная томо графия, 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 перспек тивных способов визуализации — компьютерной ангиографии (рис. 11.17), трехмерного (объемного) изображения органов (рис. 11.18) и, наконец, так на зываемой виртуальной эндоскопии (рис. 11.19;

11.20), которая стала венцом современной медицинской визуализации.

Специальной подготовки больного к КТ органов головы, шеи, грудной полости и конечностей не требуется. При исследовании аорты, нижней полой вены, печени, селезенки, почек больному рекомендуется ограни читься легким завтраком. На исследование желчного пузыря пациент дол жен явиться натощак. Перед КТ поджелудочной железы и печени необхо димо принять меры для уменьшения метеоризма. Для более четкого диффе ренцирования желудка и кишечника при КТ брюшной полости их контрас тируют путем дробного приема внутрь пациентом до исследования около 500 мл 2,5 % раствора водорастворимого йодистого контрастного вещества.

Следует также учесть, что если накануне проведения КТ больному вы полняли рентгенологическое исследование желудка или кишечника, то Рис. 11.21. Методика «усиления» при компьютерной томографии, а — томограмма брюшной полости до введения контрастного вещества;

б — после внутривенного введения рентгеноконтрастного вещества: усиление тени аорты, сосудов и почек.

скопившийся в них барий будет создавать артефакты на изображении.

В связи с этим не следует назначать КТ до полного опорожнения пищева рительного канала от этого контрастного вещества.

Разработана дополнительная методика выполнения КТ — усиленная КТ (рис. 11.21). Она заключается в проведении томографии после внутри венного введения больному водорастворимого контрастного вещества.

Этот прием способствует увеличению поглощения рентгеновского из лучения в связи с появлением контрастного раствора в сосудистой сис теме и паренхиме органа. При этом, с одной стороны, повышается контрастность изображения, а с другой - выделяются сильно васкуля ризованные образования, например сосудистые опухоли, метастазы не которых опухолей. Естественно, на фоне усиленного теневого изобра жения паренхимы органа в ней лучше выявляются малососудистые или вовсе бессосудистые зоны (кисты, опухоли).

Некоторые модели компьютерных томографов снабжены кардиосинхро низаторами. Они включают излучатель в точно заданные моменты време ни—в систолу и диастолу. Полученные в результате такого исследования поперечные срезы сердца позволяют визуально оценить состояние сердца в систолу и диастолу, провести расчет объема камер сердца и фракции вы броса, проанализировать показатели общей и регионарной сократительной функции миокарда.

Значение КГ не ограничивается ее использованием в диагностике забо леваний. Под контролем КТ производят пункции и прицельную биопсию различных органов и патологических очагов. КТ играет важную роль в кон троле эффективности консервативного и хирургического лечения больных.

Наконец, КТ является точным методом определения локализации опухоле вых поражений, что используют для наводки источника радиоактивного излучения на очаг при проведении лучевой терапии злокачественных ново образований.

1.8. Ангиография На обычных рентгенограммах не получается изображение артерий, вен и лимфатических сосудов, поскольку они поглощают рентгеновское излучение так же, как окружающие их ткани. Исключением являются артерии и вены легких, которые вырисовываются как ветвящиеся темные полоски на фоне светлых легочных полей. Кроме того, у больных атеросклерозом, преимуще ственно пожилого и старческого возраста, наблюдается отложение извести в стенках сосудов, и эти известковые бляшки хорошо видны на снимках.

Ангиографией называют рентгенологическое исследование кровеносных со судов, производимое с применением контрастных веществ.

Для искусственного контрастирования в кровяное и лимфатичес кое русло вводят раствор органического соединения йода, предназна ченного для этой цели. В зависимости от того, какую часть сосудистой системы контрастируют, различают артериографию, венографию (флебо графию) и лимфографию.

Ангиографию выполняют только после общеклинического обсле дования и лишь в тех случаях, когда с помощью неинвазивных методов не удается диагностировать болезнь и предполагается, что на основа нии картины сосудов или изучения кровотока можно выявить пораже ние собственно сосудов или их изменения при заболеваниях других ор ганов. Однако нужно помнить, что ангиография — инвазивное иссле дование, связанное с возможностью осложнений и с довольно значи тельной лучевой нагрузкой.

Основные задачи ангиографии ясны из изложенного ранее. Ее применя ют для исследования гемодинамики и выявления собственно сосудистой па тологии, диагностики повреждений и пороков развития органов, распозна вания воспалительных, дистрофических и опухолевых поражений, вызываю щих нарушение функции и морфологии сосудов. Ангиография является не обходимым этапом при проведении эндоваскумрных операций (см. далее).

Противопоказаниями к ангиографии служат крайне тяжелое состояние больного, острые инфекционные, воспалительные и психические забо левания, выраженная сердечная, печеночная и почечная недостаточ ность, повышенная чувствительность к препаратам йода.

Возможность идиосинкразии к йоду выясняют во время опроса больно го до исследования, а также путем проведения пробы на чувствительность к йодистому препарату, который собираются использовать. Для этого боль ному вводят внутривенно 1—2 мл контрастного вещества. Признаками ал лергической реакции считают головную боль, тошноту, кожный зуд, кра пивницу, конъюнктивит, ринит, нарушение сердечного ритма.

Перед исследованием врач должен разъяснить пациенту необходимость и характер процедуры и получить его согласие на ее проведение. Вече ром накануне ангиографии назначают транквилизаторы. Утром отме няют завтрак. В области пункции выбривают волосы. За 30 мин до ис следования выполняют премедикацию (антигистаминные препараты, транквилизаторы, анальгетики).

Артериографию производят путем пункции сосуда или его катетериза ции. Пункцию применяют при исследовании сонных артерий, артерий и вен нижних конечностей, брюшной аорты и ее крупных ветвей. Однако ос новным способом ангиографии в настоящее время является, безусловно, кате теризация сосуда, которую выполняют по методике, разработанной шведским врачом Селъдингером.

Излюбленным местом для катетеризации служит область бедренной ар терии. Больного укладывают на спину. Операционное поле обрабатывают и отграничивают стерильными простынями. Прощупывают пульсирующую бедренную артерию. После местной паравазальной анестезии 0,5 % раство ром новокаина делают разрез кожи длиной 0,3—0,4 см. Из него тупым путем прокладывают узкий ход к артерии. В проделанный ход с небольшим наклоном вводят специальную иглу с широким просветом. Ею прокалыва ют стенку артерии, после чего колющий стилет удаляют. Подтягивая иглу, локализуют ее конец в просвете артерии. В этот момент из павильона иглы появляется сильная струя крови. Через иглу в артерию вводят металличес кий проводник, который затем продвигают во внутреннюю и общую под вздошную артерии и аорту до избранного уровня. Иглу удаляют, а по про воднику в необходимую точку артериальной системы вводят рентгеноконт растный катетер. За его продвижением наблюдают на дисплее. После уда ления проводника свободный (наружный) конец катетера присоединяют к адаптеру и катетер сразу же промывают изотоническим раствором натрия хлорида с гепарином.

Рис. 11.22. Рентгенооперационная для проведения ангиографии и внутрисосудис тых вмешательств.

Все манипуляции при ангиографии осуществляют под контролем рентге нотелевидения. Участники катетеризации работают в защитных фарту ках, поверх которых надеты стерильные халаты. В процессе ангиографии ведут постоянное наблюдение за состоянием больного (рис. 11.22).

Через катетер в исследуемую артерию автоматическим шприцем (инъ ектором) под давлением вводят контрастное вещество. В тот же момент на чинается скоростная рентгеновская съемка. Ее программа — число и время выполнения снимков — установлена на пульте управления аппаратом.

Снимки немедленно проявляют. Убедившись в успехе исследования, кате тер удаляют. Место пункции прижимают на 8—10 мин для остановки кро вотечения. На область пункции на сутки накладывают давящую повязку.

Больному на тот же срок предписывается постельный режим. Спустя сутки повязку заменяют асептической наклейкой. За состоянием больного посто янно следит лечащий врач. Обязательны измерение температуры тела и ос мотр места оперативного вмешательства.

Наиболее частое осложнение ангиографии — развитие гематомы в об ласти катетеризации, где появляется припухлость. Ее лечат консервативно.

Тяжелое, но, к счастью, редкое осложнение — тромбоэмболия периферичес кой артерии, о возникновении которой свидетельствует ишемия конечности.

«Артериография» — общее название контрастного рентгенологического ис следования любой артерии. На практике нередко используют частные терми ны: в зависимости от цели и места введения контрастного вещества различа Рис..23. Контрастирование чревного ствола и его ветвей а — ранняя артериальная фаза: видны артерии печени, левая желудочная артерия, се лезеночная артерия, желудочно-двенадцатиперстная артерия;

б — поздняя артериаль ная фаза и начало паренхиматозной фазы: определяется тень стенки желудка и селе зенки;

в — венозная фаза: выделяется тень воротной вены и ее ветвей в печени.

ют аортографию, коронарографию, ка ротидную и вертебральную артериогра фию, целиакографию, мезентерикогра фию и т.д. Для выполнения всех этих видов ангиографии конец рентгено контрастного катетера вводят в иссле дуемый сосуд. После инъекции кон трастного вещества оно заполняет ос новной ствол и крупные ветви, затем переходит в ветви среднего и малого калибра. Далее контрастное вещество накапливается в капиллярах, отчего интенсивность тени органов, снабжае мых исследуемым сосудом, возрастает.

Наконец, контрастное вещество появ ляется в венозных путях оттока.

При введении контрастного веще ства в артерию на ангиограммах в норме последовательно отража ются закономерные фазы крово тока: артериальная, капиллярная (паренхиматозная), венозная. Это позволяет судить о регионарной гемодинамике (рис. 11.23).

Венография может быть выполне на прямым и непрямым способами.

Рве. 11.24. Контрастирование ниж При прямой венографии контрастное ней полой вены (кавография) через вещество вводят в кровь путем вено катетер, введенный в правую под пункции или веносекции, в ряде слу вздошную вену.

чаев с применением катетеризации по методу Сельдингера (рис. 11.24).

Непрямое контрастирование вен осуществляют одним из трех способов:

1) введением контрастного вещества в артерии, из которых оно через сис тему капилляров достигает вен (иными словами, используют венозную фазу артериографии для получения изображения вен);

2) инъекцией кон трастного вещества в костномозговое пространство, из которого оно посту пает в соответствующие вены;

3) введением контрастного вещества в па ренхиму органа путем пункции, при этом на снимках отображаются вены, отводящие кровь от данного органа. Таким образом, например, получают изображение селезеночной и воротной вен, вводя контрастное вещество в паренхиму селезенки (спленопортография).

К венографии есть ряд специальных показаний: хронический тромбо флебит, тромбоэмболия, посттромбофлебитические изменения вен, подо зрение на аномалию развития венозных стволов, различные нарушения ве нозного кровотока, в том числе из-за недостаточности клапанного аппарата вен, ранение вен, состояния после оперативных вмешательств на венах.

Методика венографии зависит от области исследования и будет описана в соответствующих главах III части учебника. Здесь необходимо подчерк Рис. П.25. Дигитальная субтракционная ангиография.

а — каротидная артериограмма головного мозга;

б — абдоминальная аортограмма.

нуть, что к числу противопоказа ний к исследованию относится острый тромбофлебит. По окон чании флебографии в вену вводят изотонический раствор натрия хлорида. Место пункции прижи мают указательным пальцем. Пос ле остановки кровотечения накла дывают асептическую повязку.

Если появляется боль по ходу ве ны, повышается температура тела и наступает пастозность конеч ности, ноге придают возвышенное положение, делают повязку с бальзамическим линиментом по А.В. Вишневскому и внутривенно капельно вливают гепарин — ЕД в 250 мл изотонического рас твора натрия хлорида. Производят тугое бинтование конечности.

Новой методикой рентгено логического исследования сосу дов является дигитальная суб- Рис. П.26. Лимфограмма. Контрастное тракционная ангиография (ДСА). вещество заполнило лимфатические со В основе ее лежит принцип ком- суды бедра и таза. По ходу сосудов видны пьютерного вычитания (субтрак- контрастированные бедренные и под вздошные лимфатические узлы.

ции) двух изображений, записан ных в памяти компьютера,— снимков до и после введения контрастного вещества в сосуд.

Благодаря компьютерной обработке итоговая рентгенологическая кар тина сердца и сосудов отличается высоким качеством, но главное — на ней можно вьшелить изображение сосудов из общего изображения исследуемой части тела, в частности убрать мешающие тени мягких тканей и скелета и количественно оценить гемодинамику (рис. 11.25). Существенным преиму ществом ДСА по сравнению с другими методиками является уменьшение необходимого количества рентгеноконтрастного вещества, поэтому можно получить изображение сосудов при большом разведении контрастного ве щества. А это означает (внимание!), что можно ввести контрастное вещест во внутривенно и на последующей серии снимков получить тень артерий, не прибегая к их катетеризации. В настоящее время почти повсеместно обычную ангиографию заменяют на ДСА.

Необходимо отметить, что в связи с развитием других, альтернативных методов визуализации сосудов, в частности компьютерной, магнитно-резо нансной и ультразвуковой ангиографии и доппперовского картирования (см.

соответствующие разделы), значительно уменьшилась частота выполнения ангиографии в клинической практике.

Для выполнения лимфографии контрастное вещество вливают непосред ственно в просвет лимфатического сосуда. В клинике в настоящее время проводят главным образом лимфографию нижних конечностей, таза и за брюшинного пространства (рис. 11.26). Контрастное вещество - жидкую масляную эмульсию йодистого соединения - вводят в сосуд со скоростью 0,25—0,5 мл/мин. Рентгенограммы лимфатических сосудов делают спустя 15—20 мин, а рентгенограммы лимфатических умов — через 24 ч.

Показания к лимфографии сравнительно узки. К ней прибегают при системных и опухолевых заболеваниях для уточнения локализации, степени и характера поражения лимфатических узлов. В частности, такая необходи мость может возникнуть при планировании лучевой терапии у онкологичес ких больных. Однако благодаря развитию компьютерной томографии, по зволяющей получить четкое изображение лимфатических узлов, в настоящее время применение лимфографии в онкологической клинике ограничено.

2. РАДИОНУКЛИДНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ Наше проникновение в мир атомов можно сравнить с ве ликими, полными открытий кругосветными путешест виями и дерзкими исследованиями астрономов, проникших в глубины мирового пространства.

Нильс Бор Удручающе длинной казалась дистанция между физическими лаборато риями, где ученые регистрировали треки ядерных частиц, и будничной клинической практикой. Сама мысль о возможности использования ядер но-физических феноменов для обследования больных могла показаться если не сумасбродной, то сказочной. Однако именно такая идея родилась в опытах венгерского ученого Д.Хевеши, впоследствии лауреата Нобелевской премии. В один из осенних дней 1912 г. Э.Резерфорд показал ему груду хло рида свинца, валявшуюся в подвале лаборатории, и сказал: «Вот, займитесь этой кучей. Постарайтесь из соли свинца выделить радий D».

После множества опытов, проведенных Д.Хевеши совместно с австрий ским химиком А.Панетом, стало ясно, что химическим способом разделить свинец и радий D невозможно, так как это не отдельные элементы, а изо топы одного элемента — свинца! Они различаются только тем, что один из них радиоактивный. Распадаясь, он испускает ионизируюшее излучение.

Значит, радиоактивный изотоп — радионуклид — можно применять как метку при изучении поведения его нерадиоактивного близнеца.

Перед врачами открылись заманчивые перспективы: вводя в организм больного радионуклиды, наблюдать за их местонахождением с помощью радиометрических приборов. За сравнительно короткий срок радионуклид ная диагностика превратилась в самостоятельную медицинскую дисципли ну. За рубежом радионуклидную диагностику в сочетании с лечебным при менением радионуклидов называют ядерной медициной.

Радионуклидный метод — это способ исследования функционального и морфологического состояния органов и систем с помощью радионук лидов и меченных ими индикаторов. Эти индикаторы — их называют радиофармацевтическими препаратами (РФП) — вводят в организм больного, а затем с помощью различных приборов определяют ско рость и характер перемещения, фиксации и выведения их из органов и тканей.

Кроме того, для радиометрии могут быть использованы кусочки тка ней, кровь и выделения больного. Несмотря на введение ничтожно малых количеств индикатора (сотые и тысячные доли микрограмма) не оказывающих влияния на нормальное течение жизненных процес сов, метод обладает исключительно высокой чувствительностью.

Радиофармацевтическим препаратом называют разрешенное для введения человеку с диагностической целью химическое соединение, в молекуле которого содержится радионуклид. Радионуютд должен обладать спектром излучения определенной энергии, обусловливать минимальную лучевую нагрузку и отра жать состояние исследуемого органа.

В связи с этим РФП выбирают с учетом его фармакодинамических (по ведение в организме) и ядерно-физических свойств. Фармакодинамику РФП определяет то химическое соединение, на основе которого он синте зирован. Возможности же регистрации РФП зависят от типа распада радио нуклида, которым он помечен.

Выбирая РФП для исследования, врач должен прежде всего учесть его физиологическую направленность и фармакодинамику. Рассмотрим это на примере введения РФП в кровь. После инъекции в вену РФП первоначаль но равномерно распределяется в крови и транспортируется по всем орга нам и тканям. Если врача интересуют гемодинамика и кровенаполнение органов, то он выберет индикатор, который длительное время циркулирует в кровеносном русле, не выходя за пределы стенок сосудов в окружающие ткани (например, альбумин человеческой сыворотки). При исследовании печени врач предпочтет химическое соединение, которое избирательно улавливается этим органом. Некоторые вещества захватываются из крови почками и выделяются с мочой, поэтому они служат для исследования почек и мочевых путей. Отдельные РФП тропны к костной ткани, в связи с чем они незаменимы при исследовании костно-суставного аппарата (рис.

11.27). Изучая сроки транспортировки и характер распределения и выведе ния РФП из организма, врач судит о функциональном состоянии и струк турно-топографических особенностях этих органов.

Однако недостаточно учитывать лишь фармакодинамику РФП. Нужно обязательно принимать во внимание ядерно-физические свойства входя щего в его состав радионуклида. Прежде всего он должен иметь определен ный спектр излучения. Для получения изображения органов применяют только радионуклиды, испускающие -лучи или характеристическое рент геновское излучение, так как эти излучения можно регистрировать при на ружной детекции. Чем больше -квантов или рентгеновских квантов обра зуется при радиоактивном распаде, тем эффективнее данный РФП в диа гностическом отношении. В то же время радионуклид должен испускать по возможности меньше корпускулярного излучения — электронов, которые поглощаются в теле пациента и не участвуют в получении изображения ор ганов. С этих позиций предпочтительны радионуклиды с ядерным превра l l 3m щением по типу изомерного перехода — ""'Тс, In.

Радионуклиды, период полураспада которых — несколько десятков дней, принято считать долгоживущими, несколько дней — среднеживущими, несколько часов — короткоживущими, несколько минут — ультракоротко живущими. По понятным соображениям стремятся использовать короткожи вущие радионуклиды. Применение среднеживуших и тем более долгоживу щих радионуклидов связано с по вышенной лучевой нагрузкой, использование ультракороткожи вуших радионуклидов затруднено по техническим причинам.

Существует несколько спо собов получения радионуклидов.

Часть из них образуется в реак 32 ш i 2i торах ("Ч, Р, Хе, I), часть | ! — в ускорителях ("Ga, "Чп, 1, | 5 1J О, "С, N). Однако наиболее распространенным способом по лучения радионуклидов является генераторный, т.е. изготовление радионуклидов непосредственно в лаборатории радионуклидной диагностики с помощью генера торов. Таким образом получают самый распространенный радио ш нуклид — "'"Тс, а также "'1п.

Очень важный параметр ра дионуклида — энергия квантов электромагнитного излучения.

Кванты очень низких энергий задерживаются в тканях и, сле довательно, не попадают на де тектор радиометрического при бора. Кванты же очень высоких энергий частично пролетают де тектор насквозь, поэтому эффек тивность их регистрации также невысока. Оптимальным диапа зоном энергии квантов в радио нуклидной диагностике считают 70-200 кэВ.

Важным требованием к РФП является минимальная лучевая нагрузка при его введении. Из вестно, что активность приме ненного радионуклида уменьша ется вследствие действия двух факторов: распада его атомов, т.е.

физического процесса, и выведе ния его из организма — биологи Рис. 11.27. Сцинтиграммы скелета после ческого процесса. Время распада введения остеотропного РФП.

половины атомов радионуклида называют физическим периодом полувыведения (T^J. Время, за которое активность препарата, введенного в организм, снижается наполовину за счет его выведения, именуют периодом биологического полувыведении. Время, в течение которого активность введен ного в организм РФП уменьшается наполовину вследствие физического рас пада и выведения, называют эффективным периодом полувыведения (Тм.) Для радионуклидных диагностических исследований стремятся вы брать РФП с наименее продолжительным T^. Это и понятно' ведь от дан ного параметра зависит лучевая нагрузка на больного. Однако очень корот кий физический период полураспада также неудобен: нужно успеть доста вить РФП в лабораторию и провести исследование. Общее же правило та ково:, препарата должен приближаться к продолжительности диагнос тической процедуры.

Как уже отмечалось, в настоящее время в лабораториях чаще использу ют генераторный способ получения радионуклидов, причем в 90—95 % слу чаев — это радионуклид "'"Тс, которым метят подавляющее большинство РФП. Кроме радиоактивного технеция, иногда применяют "Ч, шХе, "Ga, очень редко — другие радионуклиды.

Ниже приведены РФП, наиболее часто используемые в клинической практике.

РФП Область применения 99m Тс-альбумин Исследование кровотока 99m 'Тс-меченные эритроциты Исследование кровотока 99m Тс-коллоид (тсхнифит) Исследование печени 99m Тс-бутил-ИДА (бромезида) Исследование желчевыделительной системы 99m Тс-пирофосфат (технифор) Исследование скелета 99m Тс-МАА Исследование легких Хе Исследование легких G а-цитрат Туморотропный препарат, исследование сердца 99m Тс-сестамиби Туморотропный препарат 99m Тс-моноклональные антитела Туморотропный препарат Т1-хлорид Исследование сердца, головного мозга, туморо тропный препарат 99m Исследование почек Tc-DMSA (технемек) -гиппуран Исследование почек 99m Исследование почек и сосудов Tc-DTPA (пентатех) 99m Tc-MAG-3 (технемаг). Исследование почек 99m Исследование щитовидной железы и слюнных Тс-пертехнетат желез Исследование головного мозга и сердца F-DG Исследование надпочечников I-MIBG Однажды во время своего обучения в Геттингене Нильс Бор плохо подготовился к коллоквиуму и его вы ступление оказалось слабым. Однако Бор не пал духом и в заключение с улыбкой сказал:

-Я выслушал здесь столь плохие выступления, что прошу рассмат ривать мое нынешнее как месть».

(ФИЗИКИ шутят.— М.: Мир, 1966) Для выполнения радионуклидных исследований разработаны разно образные диагностические приборы. Независимо от их конкретного назначения все эти приборы устроены по единому принципу: в них есть де тектор, преобразующий ионизирующее из лучение в электрические импульсы, блок электронной обработки и блок представле ния данных. Многие радиодиагностические приборы оснащены компьютерами и микро процессорами.

В качестве детектора обычно исполь зуют сцинтилляторы или, реже, газовые счетчики. Сцинтиллятор — это вещество, в котором под действием быстро заря женных частиц или фотонов возникают световые вспышки — сцинтилляции. Эти сцинтилляции улавливаются фотоэлек тронными умножителями (ФЭУ), кото рые превращают световые вспышки в электрические сигналы. Сцинтилляцион ный кристалл и ФЭУ помещают в защит Рис. 11.28. Детектор с коло- ный металлический кожух — коллима дезным кристаллом йодида тор, ограничивающий «поле видения» натрия кристалла размерами органа или изучае ! — счетная пробирка;

2 — мой части тела пациента.

радиоактивная проба;

3 — коллиматор. ФЭУ — фото Обычно у радиодиагностического прибо электронный умножитель.

ра имеется несколько сменных коллиматоров, которые подбирает врач в зависимости от задач исследования. В коллиматоре имеется одно большое или несколько мелких отверстий, через которые радиоактивное излучение проникает в де тектор. В принципе, чем больше отверстие в коллиматоре, тем выше чувст вительность детектора, т.е. его способность регистрировать ионизирующее излучение, но одновременно ниже его разрешающая способность, т.е.

свойство раздельно различать мелкие источники излучения. В современных коллиматорах имеется несколько десятков мелких отверстий, положение которых выбрано с учетом оптимального «видения» объекта исследования!

В приборах, предназначенных для определения радиоактивности био логических проб, применяют сцинтилляционные детекторы в виде так на зываемых колодезных счетчиков (рис. 11.28). Внутри кристалла имеется ци линдрический канал, в который помещают пробирку с исследуемым мате риалом. Такое устройство детектора значительно повышает его способ ность улавливать слабые излучения биологических проб. Для измерения ра диоактивности биологических жидкостей, содержащих радионуклиды с мягким -излучением, применяют жидкие сцинтилляторы.

Все радионуклидные диагностические исследования делят на две боль шие группы: исследования, при которых РФП вводят в организм паци ента,— исследования in vivo, и исследования крови, кусочков ткани и выделений больного — исследования in vitro.

При выполнении любого исследования in vivo требуется психологи ческая подготовка пациента. Ему необходимо разъяснить цель процедуры, ее значение для диагностики, порядок проведения. Особенно важно под черкнуть безопасность исследования. В специальной подготовке как пра вило, нет необходимости. Следует лишь предупредить пациента о его по ведении во время исследования. При исследованиях in vivo применяют различные способы введения РФП в зависимости от задач процедуры В большинстве методик предусматривается проведение инъекции РФП преимущественно в вену, гораздо реже в артерию, паренхиму органа, дру гие ткани. РФП применяют также перорально и путем вдыхания (ингаля ция).

Показания к радионуклидному исследованию определяет лечащий врач после консультации с радиологом. Как правило, его проводят после других клинических, лабораторных и неинвазивных лучевых процедур, когда ста новится ясна необходимость радионуклидных данных о функции и морфо логии того иди иного органа.

Противопоказаний к радионуклидной диагностике нет, имеются лишь ограничения, предусмотренные инструкциями Министерства здравоохра нения Российской Федерации.

Среди радионуклидных методов различают: методы радионуклидной визуализации, радиографию, клиническую и лабораторную радиомет рию.

Термин «визуализация» образован от английского слова vision (зре ние). Им обозначают получение изображения, в данном случае с помо щью радиоактивных нуклидов. Радионуклидная визуализация — это со здание картины пространственного распределения РФП в органах и тка нях при введении его в организм пациента. Основным методом радио нуклидной визуализации является гаммасцинтиграфия (или просто сцинтиграфия), которую проводят на аппарате, называемом гамма-ка мерой. Вариантом сцинтиграфии, выполняемой на специальной гамма камере (с подвижным детектором), является послойная радионуклид ная визуализация — однофотонная эмиссионная томография. Редко, главным образом из-за технической сложности получения ультрако роткоживущих позитронизлучающих радионуклидов, проводят двухфо тонную эмиссионную томографию также на специальной гамма-камере.

Иногда применяют уже устаревший метод радионуклидной визуализа ции — сканирование;

его выполняют на аппарате, называемом скане ром.

Сцинтиграфия — это получение изображения органов и тканей па циента посредством регистрации на гамма-камере излучения, испуска емого инкорпорированным радионуклидом.

Физиологической сущностью сцинтиграфии является органотроп ность РФП, т.е. способность его избирательно аккумулироваться в оп ределенном органе — накапливаться, выделяться или проходить по нему в виде компактного радиоактивного болюса.

Гамма-камера (рис. 11.29) представляет собой сложное техническое устройство, насыщенное микроэлектроникой и компьютерной техникой.

В качестве детектора радиоактивных излучений применяют сцинтилляци онный кристалл (обычно йодид натрия) больших размеров - диаметром до 50 см. Это обеспечивает регистрацию излучения одномоментно над Рис. 11.29. Гамма-камера «Эльсцинт».

всей исследуемой частью тела. Исходящие из органа гамма-кванты вызы вают в кристалле световые вспышки. Эти вспышки регистрируются не сколькими ФЭУ, которые равномерно расположены над поверхностью кристалла. Электрические импульсы из ФЭУ через усилитель и дискрими натор передаются в блок анализатора, который формирует сигнал на эк ране дисплея. При этом координаты светящейся на экране точки точно соответствуют координатам световой вспышки в сцинтилляторе и, следо П вательно, расположению радионуклида в органе. Одновременно с помо щью электроники анализируется момент возникновения каждой сцинтил ляции, что дает возможность определить время прохождения радионукли да по органу.

Важнейшей составной частью гамма-камеры, безусловно является спе циализированный компьютер, который позволяет производить разнообраз ную компьютерную обработку изображения: выделять на нем заслуживаю щие внимания поля — так называемые зоны интереса — и проводить в них различные процедуры: измерение радиоактивности (общей и локальной), определение размеров органа или его частей, изучение скорости прохожде ния РФП в этом поле. С помощью компьютера можно улучшить качество изображения, выделить на нем интересующие детали, например питающие орган сосуды.

При анализе сцинтиграмм широко применяют математические методы, системный анализ, камерное моделирование физиологических и патологи ческих процессов. Естественно, все полученные данные не только отобра жаются на дисплее, но также могут быть перенесены на магнитные носи тели, переданы по компьютерным сетям.

Заключительным этапом сцинтиграфии обычно является создание твердой копии изображения на бумаге (с помощью принтера) или пленке (посредством фотокамеры).

В принципе каждая сцинтиграмма в той или иной степени характери зует функцию органа, так как РФП накапливается (и выделяется) пре имущественно в нормальных и активно функционирующих клетках, поэтому сцинтиграмма — это функционально-анатомическое изображе ние. В этом уникальность радионуклидных изображений, отличающая их от получаемых при рентгенологическом и ультразвуковом исследо ваниях, магнитно-резонансной томографии. Отсюда вытекает и основ ное условие для назначения сцинтиграфии — исследуемый орган обя зательно должен быть хотя бы в ограниченной степени функционально активным. В противном случае сцинтиграфическое изображение не получится. Вот почему бессмысленно назначать радионуклидное ис следование печени при печеночной коме.

Сцинтиграфию широко применяют практически во всех разделах кли нической медицины: терапии, хирургии, онкологии, кардиологии, эндо кринологии и др.— там, где необходимо «функциональное изображение» органа. В том случае, если выполняют один снимок, то это статическая сцинтиграфия. Если же задачей радионуклидного исследования является изучение функции органа, то выполняют серию сцинтиграмм с различны ми временными интервалами, которые могут измеряться в минутах или се кундах. Такую серийную сцинтиграфию называют динамической. Проана лизировав на компьютере полученную серию сцинтиграмм, выбрав в каче стве «зоны интереса» весь орган или его часть, можно получить на дисплее кривую, отображающую прохождение РФП через этот орган (или его часть). Такие кривые, построенные на основании результатов компьютер ного анализа серии сцинтиграмм, именуют гистограммами. Они предназна чены для изучения функции органа (или его части). Важным достоинством гистограмм является возможность обрабатывать их на компьютере: сглажи вать, выделять отдельные составляющие части, суммировать и вычитать, оцифровывать и подвергать математическому анализу.

При анализе сцинтиграмм, в основном статических, наряду с топогра фией органа, его размерами и формой определяют степень однород ности его изображения. Участки с повышенным накоплением РФП на зывают горячими очагами, или горячими узлами (рис. II.30). Обычно им соответствуют избыточно активно функционирующие участки орга на — воспалительно измененные ткани, некоторые виды опухолей, зо ны гиперплазии. Если же на сиинтиграмме выявляется область пони женного накопления РФП, то, значит, речь идет о каком-то объемном образовании, заместившем нормально функционирующую паренхиму органа,— так называемые холодные узлы (рис 11.31). Они наблюдаются при кистах, метастазах, очаговом склерозе, некоторых опухолях.

Синтезированы РФП, избирательно накапливающиеся в опухолевой ткани,— туморотропные РФП, которые включаются преимущественно в клетки, обладающие высокой митотической и метаболической активнос тью. Вследствие повышенной концентрации РФП опухоль будет вырисовы ваться на сцинтиграмме в виде горячего очага. Такую методику исследова ния называют позитивной сцинтиграфией. Для нее создан ряд РФП (см.

ранее).

Сцинтиграфия с мечеными моноклональными антителами носит на звание иммуносцинтиграфии.

Разновидностью сцинтиграфии является бинуклидное исследование, т.е.

получение двух сцинтиграфических изображений с использованием одно временно вводимых РФП. Такое исследование проводят, например, для более отчетливого выделения мелких паращитовидных желез на фоне более массивной ткани щитовидной железы. С этой целью одновременно вводят 20| два РФП, один из которых — Т1-хлорид — накапливается в обоих орга Вт нах, другой — Тс-пертехнетат — только в щитовидной железе. Затем с помощью дискриминатора и компьютера из первого (суммарного) изобра жения вычитают второе, т.е. выполняют процедуру субтракции, в результа те чего получают итоговое изолированное изображение парашитовидных желез.

Существует особый тип гамма-камер, предназначенный для визуализа ции всего тела пациента. При этом датчик камеры перемещается над обсле дуемым пациентом (или, наоборот, пациент перемещается под датчиком).

Получающаяся при этом сцинтиграмма будет содержать информацию о распределении РФП во всем теле больного. Таким путем получают, напри мер, изображение всего скелета, выявляя при этом скрытые метастазы.

Для исследования сократительной функции сердца применяют гамма камеры, снабженные специальным устройством — триггером, который под управлением электрокардиографа включает сцинтилляционный детектор камеры в строго заданные фазы сердечного цикла — систолу и диастолу.

В результате этого после компьютерного анализа полученной информации на экране дисплея появляются два изображения сердца — систолическое и диастолическое. Совместив их на дисплее, можно изучить сократительную функцию сердца.

Рмс. 11.30. Сканограмма щитовидной железы. В правой доле определяется зона повышенного накопления РФП — «горячий» очаг.

Рис. 11.31. Сцинтиграмма легких. Отсутствие РФП в верхней зоне левого легкого.

Среднее время, которое ученый отдает работе Среднее время жизни человека— 60 лет Детство (школа, колледж, университет)—24 года Сон (8 часов в сутки;

сон во время научных дискуссий, лекций и семинаров не учиты вается)— 20 лет Отпуск (плюс выходные дни и праздники, 73 дня в год)— 12 лет Еда (1 час в день)— 2,5 года Прочие потребности (0,5 ч в день)— 1,5 года Итого... —59,75 года Чистое рабочее время — 0,25 года, т.е. около 90 дней.

Ученый в среднем работает 1,5 дня в год или, если исключить детство,— 2,5 дня в год.

(Физики продолжают шутить.— М.: Мир, 1968) Однофотонная эмиссионная томография (ОФЭТ) постепенно вытесня ет обычную статическую сцинтиграфию, так как позволяет с таким же количеством того же РФП добиться лучшего пространственного разре шения, т.е. выявлять значительно более мелкие участки поражения ор гана — горячие и холодные узлы. Для выполнения ОФЭТ применяют специальные гамма-камеры (рис. 11.32). От обычных они отличаются тем, что детекторы (чаще два) камеры вращаются вокруг тела больного.

В процессе вращения сцинтилляционные сигналы поступают на ком пьютер из разных ракурсов съемки, что дает возможность построить на экране дисплея послойное изображение органа (как при другой по слойной визуализации — рентгеновской компьютерной томографии).

ОФЭТ предназначена для тех же целей, что и статическая сцинтигра фия, т.е. для получения анатомо-функционального изображения органа, но отличается от последней более высоким качеством изображения. Она по зволяет выявить более мелкие детали и, следовательно, распознать заболе вание на более ранних стадиях и с большей достоверностью. При наличии достаточного числа поперечных «срезов», полученных за короткий период времени, с помощью компьютера можно построить на экране дисплея трех мерное объемное изображение органа, позволяющее получить более точное представление о его структуре и функции (рис. 11.33).

Существует еще один вид послойной радионуклидной визуализации — позитронная двухфотонная эмиссионная томография (ПЭТ). В качестве РФП используют радионуклиды, испускающие позитроны, в основном ультракороткоживущие нуклиды, период полураспада которых состав ляет несколько минут,— "С (20,4 мин), "N (10 мин), 15О (2,03 мин), 18F (ПО мин). Испускаемые этими радионуклидами позитроны аннигили руют вблизи атомов с электронами, следствием чего является возник новение двух гамма-квантов — фотонов (отсюда и название метода), разлетающихся из точки аннигиляции в строго противоположных на правлениях. Разлетающиеся кванты регистрируются несколькими де текторами гамма-камеры, располагающимися вокруг обследуемого.

Рис. 11.32. Ротационная гамма-камера для эмиссионной томографии.

Основным достоинством ПЭТ является то, что используемыми при ней радионуклидами можно метить очень важные в физиологическом отноше нии лекарственные препараты, например глюкозу, которая, как известно, активно участвует во многих метаболических процессах. При введении в организм пациента меченой глюкозы она активно включается в тканевый обмен головного мозга и сердечной мышцы. Регистрируя с помощью ПЭТ поведение этого препарата в названных органах, можно судить о характере метаболических процессов в тканях. В головном мозге, например, таким образом выявляют ранние формы нарушения кровообращения или разви тия опухолей и даже обнаруживают изменение физиологической активнос ти мозговой ткани в ответ на действие физиологических раздражителей — света и звука (рис. 11.34). В сердечной мышце определяют начальные про явления нарушения метаболизма.

Распространение этого важного и весьма перспективного метода в кли нике сдерживается тем обстоятельством, что ультракороткоживушие радио нуклиды производят на ускорителях ядерных частиц — циклотронах. Ясно, что работать с ними можно только в том случае, если циклотрон располо жен непосредственно в лечебном учреждении, что, по понятным причи Рис. Н.33. Эмиссионная томография головного мозга.

а - томограммы в трех проекциях;

6 - объемная реконструкция изображения мозга.

Рнс. 11.34. Серия томограмм (позитронная двухфотонная эмиссионная томогра фия). Очаги инфаркта в головном мозге (указаны стрелками).

нам, доступно лишь ограниченному числу медицинских центров, в основ ном крупным научно-исследовательским институтам.

Сканирование предназначено для тех же целей, что и сцинтиграфия, т.е.

для получения радионуклидного изображения. Однако в детекторе сканера имеется сцинтилляционный кристалл сравнительно небольших размеров, несколько сантиметров в диаметре, поэтому для обозрения всего исследуе мого органа приходится перемещать этот кристалл последовательно строка за строкой (например, как электронный пучок в электронно-лучевой труб ке). Движения эти медленные, вследствие чего продолжительность иссле дования составляет десятки минут, иногда 1 ч и более Качество получае мого при этом изображения низкое, а оценка функции - лишь приблизи тельная. По этим причинам сканирование в радионуклидной диагностике применяют редко, в основном там, где отсутствуют гамма-камеры.

Для регистрации функциональных процессов в органах — накопле ния, выведения или прохождения по ним РФП - в некоторых лаборато риях применяют радиографию. Радиограф имеет один или несколько сцинтилляционных датчиков, которые устанавливают над поверхностью тела пациента. При введении в организм больного РФП эти датчики улав ливают гамма-излучение радионуклида и преобразуют его в электричес кий сигнал, который затем записывается на диаграммной бумаге в виде кривых.

Однако простота устройства радиографа и всего исследования в целом перечеркивается весьма существенным недостатком — низкой точностью исследования. Дело в том, что при радиографии в отличие от сцинтиграфии очень трудно соблюсти правильную «геометрию счета», т.е. расположить детектор точно над поверхностью исследуемого органа. В результате подоб ной неточности детектор радиографа часто «видит» не то, что нужно, и эф фективность исследования оказывается низкой.

Под клинической радиометрией понимают измерение радиоактивности всего тела или его части после введения в организм РФП. Обычно в кли нической практике используют гамма-излучающие радионуклиды. После введения в организм РФП, содержащего такой радионуклид, его излуче ния улавливаются сцинтилляционным детектором, расположенным над соответствующей частью тела пациента. Результаты исследования обычно представляются на световом табло в виде количества импульсов, зареги стрированных за определенный промежуток времени, либо в виде скорос ти счета (в импульсах в минуту). В клинической практике данный метод не имеет большого значения. Обычно его используют в тех случаях, когда необходимо выявить и оценить инкорпорацию радионуклидов при слу чайном их попадании в организм человека — по неосторожности, при ка тастрофах.

Более интересный метод — радиометрия всего тела. При ее проведении человека помещают в специальную низкофоновую камеру, содержащую не сколько специально ориентированных сцинтилляционных детекторов. Это позволяет регистрировать радиоактивное излучение всего тела, причем в условиях минимального влияния естественного радиоактивного фона, ко торый, как известно, в некоторых областях поверхности Земли может быть весьма высоким. Если во время выполнения радиометрии закрыть свинцо вой пластиной какую-либо часть тела (орган), то можно оценить вклад именно этой части тела (или располагающегося под пластинкой органа) в общую радиоактивность организма. Таким путем удается изучить мета болизм белков, витаминов, железа, определить объем внеклеточной воды.

Этот метод применяют также при обследовании людей со случайной инкорпорацией радионуклидов (вместо обычной клинической радиоме трии).

Рис. 11.35. Аппаратура для радиоиммунологического анализа.

Для лабораторной радиометрии используют автоматизированные ра диометры (счетчики проб;

рис. 11.35). В них на конвейере располагают ся пробирки с радиоактивным материалом. Под управлением микро процессора пробирки автоматически подаются к окну колодезного счетчика;

после выполнения радиометрии происходит автоматическая смена пробирок. Результаты измерения подсчитываются в компьютере, и после соответствующей обработки они поступают на печатающее устройство. В современных радиометрах в автоматическом режиме производятся сложные расчеты, и врач получает готовую информацию, например о концентрации в крови гормонов и ферментов с указанием точности выполненных измерений. Если объем работы по лаборатор ной радиометрии невелик, то применяют более простые радиометры с ручным перемещением пробирок и выполнением радиометрии вруч ную, в неавтоматическом режиме.

Радионуклидная диагностика in vitro (от лат. vitrum — стекло, по скольку все исследования проводят в пробирках) относится к микро анализу и занимает пограничное положение между радиологией и кли нической биохимией. Она позволяет обнаружить присутствие в биоло гических жидкостях (кровь, моча) различных веществ эндогенного и экзогенного происхождения, находящихся там в ничтожно малых или, как говорят химики, исчезающих концентрациях. К таким веществам относятся гормоны, ферменты, лекарственные препараты, введенные в организм с лечебной целью, и др.

При различных заболеваниях, например при раке или инфаркте мио карда, в организме появляются вещества, специфические для этих заболе ваний. Их называют маркерами (от англ. mark — метка). Концентрация маркеров столь же ничтожно мала, как и гормонов: буквально единичные молекулы в 1 мл крови.

Все эти уникальные по своей точности исследования могут быть вы полнены с применением радиоиммунологического анализа, разработанного в 1960 г. американскими исследователями С. Берсоном и Р. Ялоу, которым впоследствии за эту работу была присуждена Нобелевская премия Широ кое внедрение его в клиническую практику ознаменовало собою революци онный скачок в микроанализе и радионуклидной диагностике Впервые врачи получили возможность, причем весьма реальную, расшифровывать механизмы развития многих заболеваний и диагностировать их на самых ранних стадиях. Наиболее зримо ощутили значение нового метода эндо кринологи, терапевты, акушеры, педиатры.

Принцип радиоиммунологического метода состоит в конкурентном связывании искомых стабильных и аналогичных им меченых веществ со специфической воспринимающей системой.

Для выполнения такого анализа выпускают стандартные наборы реа гентов, каждый из которых предназначен для определения концентрации какого-либо одного конкретного вещества.

Схема радиоиммунологического исследования представлена на рис.

11.36. Как видно на рисунке, связывающая система (чаще всего это специ фические антитела или антисыворотка) вступает во взаимодействие одно временно с двумя антигенами, один из которых искомый, другой — его ме ченый аналог. В качестве метки по ряду соображений наиболее часто ис | 25 пользуют гамма-излучатель 1, реже — бета-излучатель Н. Применяют растворы, в которых меченого антигена содержится всегда больше, чем антител. В этом случае разыгрывается настоящая борьба меченого и неме ченого антигенов за связь с антителами. Последние относятся к иммуно глобулинам класса G.

Они должны быть узкоспецифическими, т.е. реагировать только с ис следуемым антигеном. Антитела акцептируют на своих открытых связыва ющих местах (сайтах) лишь специфичные для них антигены, причем в ко личествах, пропорциональных количеству антигенов. Этот механизм образ но описывают как феномен «замка и ключа»: чем больше исходное содер жание искомого антигена в реагирующих растворах, тем меньше радиоак тивного аналога антигена будет захвачено связывающей системой и тем большая его часть останется несвязанной.

Одновременно с определением концентрации искомого вещества в крови пациента в тех же условиях и с теми же реагентами проводят иссле дование стандартных сывороток с точно установленной концентрацией ис комого антигена. По соотношению радиоактивностей прореагировавших компонентов строят калибровочную кривую, отражающую зависимость ра диоактивности пробы от концентрации исследуемого вещества. Затем, со поставляя радиоактивность проб материала, полученного от пациента, с ка либровочной кривой, определяют концентрацию искомого вещества в пробе.

Подробнее см.- Гринин Л. С, Рыбаков С.С Радиоиммунологический аналих М.: Энергоатомиздат, 1984;

Ткачева ГЛ., Балаболкин МИ, Ларичева ИМГ Ра диоиммунологические методы исследования.— М: Медицина, 1983;

Чард I.

Радиоиммунологический анализ: Пер. с англ.— М.: Мир, 1981.

Меченый аналог Исследуемое евшее по Специфическая воспринимающая система „Свободная „Связанная радиоактивность" радиоактивность' (не прореагиро (прореагировавшие вавшие вещества) вещества) Стандарт Проба Нонцентрация Рис. Н.36. Схема выполнения радиоиммунологического анализа.

Радионуклидный анализ in vitro стали называть радиоиммунологичес ким, поскольку он основан на использовании иммунологических реак ций антиген—антитело. Однако в дальнейшем были созданы другие близкие по целям и методике, но различающиеся по деталям виды ис следования in vitro. Так, если в качестве меченой субстанции применя ют антитело, а не антиген, анализ называют иммунорадиометрическим;

если же в качестве связывающей системы взяты тканевые рецепторы, говорят о радиорецепторном анализе.

Радионуклидное исследование в пробирке состоит из 4 этапов (рис. 11.37).

Первый этап — смешивание анализируемой биологической пробы с ре агентами из набора, содержащего антисыворотку (антитела) и связываю шую систему. Все манипуляции с растворами проводят специальными полуавтоматическими микропипетками, в некоторых лабораториях их осу ществляют с помощью автоматов.

Второй этап — инкубация смеси. Она продолжается до достижения ди намического равновесия: в зависимости от специфичности антигена ее Рис. П.37. Этапы радиоиммунологи ческого анализа.

а — смешивание реактивов;

б — инку бация;

в — разделение ингредиентов реакции;

г — радиометрия;

д — по строение калибровочных кривых и оп ределение концентрации искомого ве щества.

длительность варьирует от нескольких минут до нескольких часов и даже суток.

Третий этап — разделение свободного и связанного радиоактивного вешества. С этой целью используют имеющиеся в наборе сорбенты (ионо обменные смолы, уголь и др.), осаждающие более тяжелые комплексы антиген—антитело.

Четвертый этап - радиометрия проб, построение калибровочных кри вых, определение концентрации искомого вещества. Все эти работы выпол няются автоматически с помощью радиометра, оснащенного микропроцес сором и печатающим устройством.

Как видно из изложенного, радиоиммунологический анализ основан на использовании радиоактивной метки антигенов. Однако принципиально в качестве метки антигена или антитела можно использовать другие веще ства, в частности ферменты, люминофоры или высокофлюоресцирующие молекулы. На этом основаны новые методы микроанализа: иммунофер ментный, иммунолюминесцентный, иммунофлюоресцентный. Некоторые из них весьма перспективны и составляют конкуренцию радиоиммунологи ческому исследованию.

3. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ Сювом: наша речь о там, Как он сделался царем.

И.П. Ершов Ультразвуковые волны — это упругие колебания среды с частотой, пре вышающей частоту колебания слышимых человеком звуков,— свыше 20 кГц. В ультразвуковой диагностике используют продольные ультра звуковые волны, которые обладают высокой проникающей способнос тью и проходят через ткани организма, не пропускающие видимый свет. Они относятся к числу неионизирующих излучений и в применя емом в диагностике диапазоне не вызывают выраженных биологичес ких эффектов. Средняя интенсивность их энергии не превышает при использовании коротких импульсов 0,01 Вт/см2, поэтому противопо казаний к исследованию нет. Процедура ультразвуковой диагностики непродолжительна, безболезненна, может быть многократно повто рена. Ультразвуковой аппарат занимает мало места и может быть ис пользован для обследования как стационарных, так и амбулаторных больных.

Ультразвуковой метод — способ дистантного определения поло жения, формы, величины, структуры и движения органов и тканей, а также патологических очагов с помощью ультразвукового излу чения.

Он позволяет зарегистрировать даже незначительные изменения плот ности биологических сред. Благодаря перечисленным выше достоинствам ультразвуковой метод стал одним из наиболее популярных и доступных ис следований в клинической медицине. В некоторых ее разделах, например Рис. 11.38. Ультразвуковой диагностический аппарат.

акушерстве, педиатрии, он стал основным, а иногда единственным мето дом диагностической визуализации.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 10 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.