Що таке КТ в медицині: принципи його роботи

 

Комп’ютерна томографія – це спосіб пошарової візуалізації окремих органів чи ділянок тіла людини за допомогою рентгенівського випромінювання і комп’ютерної обробки отриманих даних.

Метод комп’ютерної томографії, як і площинна рентгенографія, ґрунтується на здатності різних тканин організму в неоднаковою ступеня поглинати і пропускати іонізуюче випромінювання, але принцип роботи комп’ютерного томографа та плівкового рентгенівського апарату докорінно різний.

Як формується зображення в результаті комп’ютерної томографії?

При отриманні площинного рентгенівського знімка просвічування тіла пацієнта і отримання зображення на плівці відбувається одночасно. При цьому картинка відображає сумарне поглинання рентгенівського променя при проходженні через всі шари досліджуваної ділянки. Здатність поглинати випромінювання називають рентгенівською щільністю. Чим вона вища, тим менше променів потрапляє на плівку і, як наслідок, зображення більш світлим.

При проведенні комп’ютерної томографії використовується зовсім інший принцип: область дослідження віртуально ділиться на мікроскопічні кубики – воксели (від англ. volume element – елементи обсягу). Для кожного з них у процесі комп’ютерної обробки даних буде розрахована власна величина рентгенівської щільності. Чим вона вища, тим світліше буде піксель (від англ. picture element), відповідний цьому вокселу на площинний картині зрізу. Отримання зображення проходить у два етапи:

  • Сканування проводиться з допомогою рентгенівської трубки, яка закріплена всередині рами апарату і може переміщатися по колу і одного або декількох датчиків, що обертаються синхронно з трубкою або нерухомо закріплених в залежності від моделі апарата. Цей етап аналогічний отримання великої кількості рентгенівських знімків в різних проекціях з тією різницею, що приймачем є не плівка, а електронний датчик. Він володіє більшою чутливістю в порівнянні з плівкою, тому опромінення при КТ перевищує таку при рентгенографії не тисячі, а в кілька десятків разів.

Що таке КТ в медицині: принципи його роботи » журнал здоров'я iHealth

  • Комп’ютерна обробка: на підставі даних отриманих на першому етапі, комп’ютер становить лінійну систему рівнянь для обчислення щільності кожного елемента обсягу. Для кожного напряму променя система фіксує набір вокселов, через які він проходить і прирівнює суму поглинання рентгенівського випромінювання в кожному з них до результирующему значенням, яке було отримано в результаті сканування. Для отримання зображення розміром 300х300 пікселів комп’ютера потрібно вирішити систему з 90 тис. лінійних рівнянь. Чіткість зображення буде залежати від того, скільки зрізів і з яким дозволом було відскановано.

Це цікаво: обчислювальний блок томографа формує зображення, розраховуючи рентгенівську щільність для кожного пікселя. Для цього процесору доводиться вирішувати цілу систему рівнянь, складену на підставі даних сканування.

Які структури можна побачити за допомогою комп’ютерної томографії?

КТ в порівнянні з рентгенографією володіє більшою чутливістю. Якщо на площинному суммационном зображенні контрастними сприймаються тканини з різницею рентгенівської щільності в 10-20%, то на комп’ютерному скані можна розрізнити ділянки, що відрізняються всього на 1%. Для позначення щільності тканини використовується відносна денситометрическая шкала Хаунсфілда: 0 прийнята щільність води, позитивні значення мають м’язи і кістки, негативні – жирова тканина і повітря. Всього в шкалі налічує понад 4 тис. градацій, що цілком достатньо для отримання контрастного зображення як кісткової, так і м’яких тканин, якщо параметри визначені вірно.

За темою:  КТ черевної порожнини з контрастуванням

Що таке КТ в медицині: принципи його роботи » журнал здоров'я iHealth 1

Комп’ютерний томограф розрізняє більше 4 тис. градацій рентгенологічної щільності тканин, у той час як монітор може передати всього 256 відтінків сірого. Для збереження точності використовують перерахунок градацій в необхідному діапазоні: кісткове, мягкотканное або легенева вікно.

У медицині-комп’ютерна томографія використовується для дослідження таких органів, як:

  • Головний мозок. КТ використовується переважно для екстреної діагностики травматичних пошкоджень і геморагічного інсульту, великі пухлини, судинні мальформації також видно на КТ. Для дослідження судин головного мозку застосовується КТ з контрастуванням. При перегляді скана в кістковому вікні видно травматичні ушкодження черепа і кісток лицьового скелета.
  • Зубочелюстную систему і придаткові пазухи частіше досліджують з допомогою конусно-променевої томографії. Ця методика дозволяє проводити сканування не повного зрізу, а обмеженої ділянки тіла і, як наслідок, знизити дозу опромінення. Конусно-променева КТ зубів дає уявлення про стан кореневих каналів і періапікальних тканин, наявності кореневих кіст і гранульом, а також внутричелюстних новоутворень. КТ придаткових пазух носа показує їх легкість, а також дає можливість судити про причини змін до них;

  • Хребет сканується повністю або сегментами в залежності від передбачуваного діагнозу. КТ дає інформацію про щільності кістки хребця, наявності переломів і травматичних пошкоджень, дозволяє виявляти спондилолістез і звуження хребетного каналу. Докладної інформації про стан міжхребцевого диска і нервового корінця з допомогою такого обстеження отримати не вдасться.
  • Грудну клітку сканують з отриманням зображення в кістковому вікні для виявлення травматичних пошкоджень кісток грудної клітки або в легеневому для вивчення структури легеневої тканини. За допомогою цього методу можна виявити новоутворення і запальні зміни в легеневій тканині і зробити припущення про їхню природу. Діагноз ставиться за сукупністю клінічного обстеження і результатів сканування.
  • Черевну порожнину частіше обстежують за допомогою МРТ, так як роздільна здатність цього методу для дослідження м’яких тканин вище. Тим не менш, якщо потрібно отримати результат і поставити діагноз швидко, перевага віддається рентгенівської томографії, так як проводиться вона значно швидше. За допомогою КТ можна виявити і визначити локалізацію патологічних скупчень рідини в черевної порожнини, конкрементів у жовчному міхурі, визначаються кісти, пухлини, абсцеси черевної порожнини.
За темою:  Рентген сечового міхура: підготовка, проведення, результати

Мультиспіральна комп’ютерна томографія та її можливості

Що таке КТ в медицині: принципи його роботи » журнал здоров'я iHealth 2

Принцип роботи мультиспирального комп’ютерного томографа відрізняється від звичайного послідовного тим, що для сканування використовується не один обертається, а безліч закріплених на місці і розташованих навколо тіла пацієнт датчиків. Це дозволяє збільшити швидкість сканування. Це дає можливість отримувати зображення органів, що знаходяться в постійному русі, наприклад, серця. З застосуванням внутрішньовенного контрастування за допомогою МСКТ можна отримати зображення коронарних артерій повністю неінвазивним методом, тому таке дослідження вважається блискучою альтернативою інтервенційної коронарографії.

МСКТ серця з контрастуванням – неінвазивна процедура, не поступається в інформативності інтервенційної коронарографії.

Обґрунтування призначень, ризики та обмеження методу

Ризик для здоров’я пацієнта при проведенні КТ може бути пов’язаний з дією іонізуючого випромінювання або з реакцією на речовина, що застосовується для внутрішньовенного контрастування. У першому випадку лікар повинен обґрунтувати призначення, зваживши прогнозовану дозу опромінення, цінність діагностичної інформації, її доступність при проведенні альтернативних методів обстеження і ризик можливої діагностичної помилки при відмові від КТ.

Що таке КТ в медицині: принципи його роботи » журнал здоров'я iHealth 3

Дослідження протипоказане вагітним жінкам, а дітям молодшого віку призначається з обережністю. Контраст не використовують при патології нирок, цукровому діабеті, вагітності, тиреотоксикозі і загальному тяжкому стані пацієнта. Якщо показання до дослідження визначені вірно, а необхідну інформацію неможливо отримати іншим шляхом, томографію можна проводити стільки разів, скільки це необхідно.

Величина променевого навантаження, також як і діагностичні можливості методу, залежать від класу апарата і професіоналізму лікаря-рентгенолога, який встановлює індивідуальні параметри сканування в залежності від передбачуваного діагнозу і цікавить клініциста інформації. Опис, який видається на руки пацієнту після проходження томографії, не може містити остаточного діагнозу. Наскільки б явними були ознаки захворювання на КТ, це дослідження залишається в медицині допоміжним, а діагноз повинен бути підтверджений клінічними і лабораторними даними.