TC o RM: scegliere il miglior metodo diagnostico hardware. Tomografia computerizzata (4) - Algoritmo di ricostruzione dell'immagine astratta

introduzione

Nel 1895, la comunità scientifica rimase scioccata dalla prima radiografia medica. Questi raggi X di qualità mediocre hanno permesso di vedere strutture prima invisibili all'occhio umano e hanno portato allo sviluppo rivoluzionario della radiologia come il metodo più importante di diagnosi medica. Medici, fisici, biologi e chimici si sono uniti per un obiettivo comune: la capacità di ottenere immagini intravitali di alta qualità di organi e tessuti umani per la diagnosi precoce di varie malattie umane.

Negli ultimi anni, la moderna tecnologia di imaging medico è andata molto oltre il metodo radiografico di routine. I principi tecnici e metodologici discussi in questo libro sono la base della dottrina della formazione delle immagini della tomografia computerizzata (CT) in varie situazioni diagnostiche cliniche. Tutte le altre tecniche di visualizzazione aggiuntive nella tomografia computerizzata si basano su questi principi, essendo i loro derivati.

È noto che più impariamo, più ci rendiamo conto di quanto ancora sconosciuto rimanga. Non esiste una soluzione semplice al problema di ottenere immagini mediche di qualità. Quanto più profonda diventa la nostra comprensione dei principi fisici e matematici alla base della formazione di un'immagine TC, tanto più pienamente ci rendiamo conto dell'impossibilità pratica di creare un'immagine “ideale” per le varie condizioni del paziente. La natura hardware e tecnica delle apparecchiature e dei materiali utilizzati per la visualizzazione richiede un approccio metodologico di compromesso per ottenere un'immagine TC. L’hardware e l’assortimento tecnico disponibili dovrebbero essere considerati come una sorta di “menu” di possibilità da cui selezionare l’approccio più appropriato? Questi sono i mezzi tecnici e materiali per risolvere un problema specifico.

Combinando le attività di un medico e di uno specialista nel campo dell'imaging TC nella pratica quotidiana, dobbiamo utilizzare tutte le moderne capacità tecniche disponibili per garantire l'ottenimento di immagini diagnostiche informative ottimali con un tempo di esame minimo e un'esposizione alle radiazioni del paziente. Pertanto, ove possibile, le disposizioni più importanti del testo sono accompagnate dalle relative figure, diagrammi e tabelle.

Lo scopo di questo libro è fornire ai professionisti dell'imaging le conoscenze necessarie per prendere decisioni informate che forniranno immagini TC altamente informative riducendo al minimo l'esposizione alle radiazioni del paziente.

Questo libro è scritto in base alle esigenze pratiche ed educative di medici, tecnici dei raggi X, studenti di istituti medici e facoltà tecnico-mediche, nonché di altri operatori sanitari.

Basi tecnologiche della tomografia computerizzata a raggi X

La diagnosi delle malattie degli organi interni è sempre stata di grande interesse per i medici. Per molto tempo, la base per la diagnosi sono state le radiografie, integrate quando indicate dalla tomografia longitudinale e dalla fluoroscopia. Sono trascorsi più di 100 anni dall’inizio dell’utilizzo dei raggi X nel processo diagnostico. Durante questo periodo, la radiologia classica ha accumulato un'enorme esperienza nel loro utilizzo. Tuttavia, l’accuratezza, la sensibilità e la specificità del metodo radiografico generale (relativo sia alla pellicola radiografica stessa che al metodo per ottenere l’immagine) non erano sufficientemente elevate per i requisiti moderni e rimanevano un serio ostacolo alla diagnosi precoce di malattie d'organo.

e sistemi umani.

Il progresso scientifico e tecnologico ha contribuito all'emergere di metodi fondamentalmente nuovi di diagnostica delle radiazioni, come la tomografia computerizzata (CT), l'ecografia, la scintigrafia, l'angiografia, la risonanza magnetica con possibilità di spettroscopia. Di queste aree, il risultato più rivoluzionario nello sviluppo della radiologia è stato l'emergere di un nuovo metodo in rapido sviluppo: ottenere immagini di organi e tessuti sulla base delle misurazioni del grado di assorbimento della radiazione a raggi X da parte dell'oggetto di studio, chiamato X tomografia computerizzata a raggi (XCT).

Per la prima volta, il neuroradiologo W. Oldendorf (1961) ha proposto una tecnica per determinare la densità dei raggi X degli oggetti utilizzando un tubo a raggi X in movimento. I principi matematici per la ricostruzione delle immagini furono sviluppati da Frank (1918) e Cormarck P969). Le prime immagini tomografiche del cervello furono ottenute da G. Hounsfield, un ingegnere della società inglese Electrical Musical Instruments (EMI), che creò il primo prototipo di un tomografo computerizzato a raggi X. I risultati dei primi esperimenti sullo studio delle strutture della testa furono così ottimistici che nell'agosto del 1970 iniziò a lavorare sulla realizzazione di un prototipo di dispositivo per uso clinico. Nel 1971 fu creata un'installazione di scansione, chiamata EMI-Scaner. Questa installazione era un complesso sistema radiografico meccanico-elettrico basato sul principio del movimento rotatorio lineare del blocco "tubo radiogeno - rilevatore della radiazione ricevuta" attorno al lettino con il paziente. Dal pannello di controllo dell'EMI-Scaner, i dati della ricerca digitale sono stati inviati a un centro di calcolo specializzato dove le informazioni sono state elaborate entro 6 ore. Allo stesso tempo, nel 1971, l'EMI-Scaner fu installato nell'ospedale inglese Atkinson Morley, dove il 4 ottobre fu eseguito il primo studio TC al mondo del cervello umano in una struttura medica, e già nella primavera del 1972 il primo risultati dell'uso clinico della tomografia computerizzata per la diagnosi delle malattie cerebrali.

Lo sviluppo della tecnologia informatica elettronica ha permesso nel 1973 di abbandonare un complesso complesso di calcolo separato e di dotare l'EMI-Scaner di un processore specializzato integrato (dispositivo di seconda generazione), che non solo ha ridotto i tempi di esame del paziente, ma ha anche reso possibile è possibile creare un modello tomografico computerizzato per l'esame di organi e tessuti di tutti i corpi. Il tempo necessario per la raccolta dei dati e la successiva conversione in un'immagine CT è stato di 4,5 minuti per sezione CT. Questo sistema divenne la base per le generazioni successive di tomografi computerizzati.

Nella fig. La Figura 1 mostra schematicamente il principio di funzionamento del dispositivo di terza generazione, basato sulla rotazione di un sistema rigidamente interconnesso “sistema tubo a raggi X - rilevatore” attorno a un tavolo in movimento progressivo con un paziente.

Vantaggi della tomografia computerizzata rispetto alla radiografia:

1. L'immagine TC non è direttamente correlata alla radiazione ricevuta, essendo il risultato di misurazioni degli indicatori di attenuazione della radiazione solo dello strato selezionato.

2. L'immagine di una sezione di un organo non presenta ombre contenute in altri strati.

3. I risultati sono presentati in formato digitale sotto forma di distribuzione dei coefficienti di attenuazione della radiazione.

4) Studio di tessuti che differiscono leggermente per capacità di assorbimento.

L'assegnazione del Premio Nobel per la Medicina (1979) a G. Hounsfield e A. Cormarck per l'introduzione della TC nella pratica è stato il più alto riconoscimento del valore del metodo. L'immagine ottenuta con una TAC è significativamente diversa da una radiografia convenzionale. Il vantaggio principale di questo metodo di ricerca è che l'immagine TC è il risultato della misurazione dei parametri di attenuazione della radiazione di un fascio di raggi X collimato e l'immagine della fetta non contiene ombre di somma. La TC consente di distinguere tessuti che differiscono per la capacità di assorbire la radiazione X (per coefficiente di assorbimento) e di differenziare varie strutture anatomiche (organi e tessuti).

Nonostante i successi della moderna radiodiagnostica, i problemi della diagnosi precoce delle malattie e della valutazione dell’efficacia delle misure terapeutiche in corso non sono ancora stati completamente risolti.

Dispositivo per tomografia computerizzata a raggi X

1. Un treppiede (portale) in cui sono montati un tubo a raggi X, un collimatore, un sistema di rilevamento e un sistema per la raccolta e la trasmissione di informazioni a un personal computer. Il supporto è dotato di un foro all'interno del quale si muove il lettino con il paziente. La scansione viene eseguita perpendicolarmente (o ad angolo) rispetto all'asse longitudinale del corpo.

2. Un tavolo dotato di trasportatore per lo spostamento del paziente.

3. Console di controllo dell'installazione.

4. Personal computer per l'elaborazione e l'archiviazione di informazioni,

che è un unico complesso con una console di controllo e un treppiede.

Principio di funzionamento della tomografia computerizzata a raggi X

Il funzionamento di una tomografia computerizzata a raggi X si basa sulla trasmissione di un sottile fascio di raggi X su un oggetto in studio, seguita dalla registrazione della parte non assorbita della radiazione passata attraverso questo oggetto e dall'identificazione della distribuzione dei coefficienti di assorbimento della radiazione nell'oggetto. strutture dello strato risultante. La distribuzione spaziale di questi coefficienti viene convertita da un computer in un'immagine su uno schermo, disponibile per l'analisi visiva e quantitativa.

Nel processo di sviluppo della tomografia computerizzata sono state create diverse generazioni di tomografi computerizzati.

Nei tomografi I generazione(lo scanner EMI menzionato sopra, installato per la prima volta nel 1971 presso l'ospedale inglese Atkinson Morley), la base del sistema di scansione per l'oggetto in studio era un tubo a raggi X (come sorgente di radiazioni) e un rilevatore situato uno di fronte all'altro . L'unità tubo a raggi X-rilevatore ha eseguito solo movimenti traslatori nel piano di fetta.

Nei tomografi II generazione Viene utilizzato un principio di scansione simile. La modifica prevedeva un aumento del numero di rilevatori (fino a 100) e una gamma più ampia di angoli di scansione, che hanno permesso di ridurre i tempi di scansione.

Dispositivi IIIgenerazioniè diventato un ulteriore sviluppo del sistema di scansione. In questi modelli è stato utilizzato un movimento rotatorio del sistema di scansione (vedi Fig. 1) con un gran numero di rilevatori. I tomografi di terza generazione hanno permesso di scansionare l'intero corpo del paziente e si sono diffusi. (Sono ancora io utilizzato in molte istituzioni mediche). Tuttavia, ci sono 2 circostanze tecniche a cui prestare attenzione. Innanzitutto è necessario notare il principale inconveniente dei dispositivi di III generazione: il fissaggio rigido del sistema tubo radiogeno - blocco rilevatore, che, in caso di malfunzionamento di uno dei rilevatori (o nel canale di misurazione), appare l'immagine sotto forma di artefatto ad anello, causando problemi con la successiva visualizzazione dell'oggetto di ricerca. Tutto ciò è servito come base per la creazione della successiva IV generazione di tomografi computerizzati.

Nelle tomografie computerizzate IV generazione Viene utilizzato un tipo fondamentalmente nuovo di soluzione tecnica del sistema tubo a raggi X - rilevatore. In questo caso i rilevatori sono posti stazionari lungo tutta la superficie interna dell'anello, all'interno del quale ruota la sorgente di radiazione. Inoltre, il numero di rilevatori è di 4mila, e su alcuni modelli anche di 4,8mila (Picker, USA), il che consente di raggiungere una risoluzione di 22 paia di linee/cm. Inoltre, durante la scansione a spirale (questa modalità verrà discussa ulteriormente. - Nota auto) Sulle apparecchiature di questo produttore la risoluzione dei dispositivi rimane invariata.

Un gran numero di rilevatori consente di garantire che siano posizionati il ​​più vicino possibile (riducendo al minimo l'ingresso di radiazioni negli spazi tra i rilevatori), il che aumenta l'efficienza dell'utilizzo della sorgente di radiazioni e riduce la dose di radiazioni al paziente. Nei dispositivi di IV generazione, il ciclo di scansione corrisponde alla rotazione della T-house dei raggi X (360°) con esposizione da 1,0 a 0,25°, in seguito alla quale vengono raccolti dati rispettivamente da 360 a 1440 profili di proiezione.

IN V generazione Nei tomografi computerizzati, la fonte di elettroni è un cannone elettronico. Un flusso di elettroni colpisce le piastre dei freni producendo raggi X. Il rendering delle immagini richiede 5 ml/s seguito dalla ricostruzione 3D. L'apertura della tomografia computerizzata di quinta generazione è superiore a 1 m, il che consente al paziente di essere posizionato in vari modi. Va notato che in tutto il mondo vengono utilizzati circa tomografi della generazione 100 V; a causa dell’elevato costo e della complessità della manutenzione, non sono ampiamente utilizzati.

Attualmente esistono due opzioni per la scansione TC: assiale ed elicoidale. Sui dispositivi di seconda generazione è possibile solo la scansione assiale. L'utilizzo di macchine TC delle generazioni successive consente l'utilizzo sia della scansione assiale che elicoidale. Le differenze tra questi tipi di elaborazione delle informazioni sono le seguenti.

A assiale la scansione produce un tipo di immagine che limita la qualità della successiva ricostruzione.

Spirale la scansione è una nuova fase nello sviluppo della TC. In questo caso viene prodotta una serie continua di informazioni che offre nuove opportunità per la successiva ricostruzione dell'immagine. (Da ogni giro della spirale è possibile ottenere più fette. In questo caso è possibile selezionare i parametri di elaborazione dei dati prima e dopo l'ottenimento delle informazioni). La scansione a spirale, a differenza della scansione assiale, viene eseguita con il movimento continuo del tavolo attraverso il campo di scansione, formato da un tubo a raggi X in costante rotazione.

I vantaggi del tipo di scansione a spirale: la velocità dello studio, l'eliminazione delle informazioni mancanti tra le sezioni TC, la capacità di sincronizzare la TC con l'introduzione di un grande volume di mezzo di contrasto ed eseguire studi a diversi intervalli di tempo dopo la sua somministrazione. Nell'ottenimento di un'immagine, particolare attenzione va posta alla possibilità di avvalersi in questo caso di una o più elaborazioni di dati matematici “grezzi” di scansione, per i quali è stato introdotto un nuovo concetto di “indice di ricostruzione” (lo spessore dello strato estratto da i dati informatici “grezzi”). Se il valore dell'indice di ricostruzione è inferiore allo spessore dello strato CT estratto ricostruito dai dati "grezzi", si verifica una sovrapposizione matematica delle sezioni periferiche vicine delle fette CT, che consente di ottenere una nuova serie di immagini di alta qualità dell'immagine. stessa area di scansione senza rischi per il paziente, poiché è assente la scansione ripetuta (radiazione aggiuntiva). Tuttavia, ciò aumenta significativamente il numero di sezioni ricostruite, con conseguente aumento del tempo per l'analisi delle informazioni CT. La sovrapposizione matematica degli strati vicini consente di livellare i bordi frastagliati dei contorni di organi e tessuti durante la costruzione di immagini multiplanari e tridimensionali di alta qualità.

La TC multistrato rappresenta l'ultima conquista nello sviluppo delle tecniche di scansione: grazie all'aumento delle file di rilevatori, si possono ottenere fino a 320 strati per giro del tubo radiogeno. Utilizzando la TC multistrato si ottiene anche un'immagine digitale delle sezioni trasversali di qualsiasi parte del corpo umano, che riflette la topografia di organi e sistemi, nonché la localizzazione, la natura e le fasi dei cambiamenti identificati, la loro relazione con le strutture circostanti. Allo stesso tempo, l'efficienza della scansione a spirale viene mantenuta. Uno dei vantaggi del metodo di scansione multistrato è la possibilità di ricostruzioni successive con modifiche nello spessore dello strato e nel passo del tavolo tomografico. La successiva ricostruzione delle sezioni TC ottenute durante lo studio fornisce un quadro completo dei rapporti anatomici e topografici.

Un tomografo computerizzato multistrato è un complesso informatico ultraveloce che consente di ridurre a diversi minuti il ​​tempo dell'esame metodologicamente più complesso. Con un dispositivo di questa classe, con adeguato supporto anestesiologico, possono essere visitati bambini di età pari o superiore a un anno. Le limitazioni in questo caso sono l'esposizione alle radiazioni del paziente e la risoluzione del dispositivo.

Per la diagnosi delle malattie polmonari è particolarmente importante la TC spirale multistrato che consente di valutare le formazioni nodulari nel tessuto polmonare: la loro dimensione, volume, velocità di crescita. Il tempo di raddoppio della dimensione del nodulo viene calcolato automaticamente e con elevata sensibilità, inoltre viene costruito un modello tridimensionale della formazione nodulare, distinto dalle strutture vascolari e pleuriche, che dà un'idea della sua immagine esterna.

La TC spirale multistrato è una tecnica non invasiva indispensabile in cardiologia. Con il suo aiuto si ottengono immagini del cuore in varie fasi, si calcolano i volumi cardiaci, come la frazione di eiezione del ventricolo sinistro, la velocità di picco di eiezione, i volumi diastolici dei ventricoli destro e sinistro, i volumi telediastolici e sistolici, nonché i volumi del miocardio spessore della parete, sua mobilità, massa miocardica e inoltre viene eseguita una ricostruzione volumetrica dell'immagine esterna del cuore.

È opportuno notare che l'utilizzo di mezzi di contrasto non ionici in varie concentrazioni (ultravist, omnipaque, ecc.) aumenta significativamente l'affidabilità e la sicurezza degli studi di contrasto in TC.

Le capacità della TC spirale multistrato indicano che questa tecnica di ricerca consente una nuova comprensione del ruolo della TC nel processo diagnostico. Ciò è dovuto principalmente alle capacità di scansione, che eliminano virtualmente l'omissione di informazioni diagnosticamente importanti durante la ricerca di piccoli cambiamenti patologici, nonché alla scansione rapida di aree anatomiche grandi senza perdita di qualità. Pertanto, è necessario sottolineare la possibilità di un esame minimamente invasivo del sistema cardiovascolare mediante iniezione intravascolare in bolo di un mezzo di contrasto. Inoltre, questa tecnica TC consente di ottenere e studiare dati sullo stato degli organi e dei tessuti parenchimali nelle varie fasi (arteriose, venose, miste) del passaggio di un mezzo di contrasto attraverso l'organo in studio, nonché di combinare i dati ottenuto da uno studio TC in un'immagine combinata di organi e tessuti. Tale immagine combinata può essere visualizzata su piani diversi (ricostruzione multiplanare) e un'immagine tridimensionale tridimensionale può essere costruita ruotandola sullo schermo del monitor con qualsiasi angolo attorno al suo asse.

Con l'introduzione di nuove tecniche informatiche diventa possibile studiare il sistema cardiovascolare. Ciò consente di farsi un'idea rapida ed efficace dell'anatomia del cuore e dei vasi sanguigni nella zona anatomica selezionata: misurare la corsa, il diametro minimo e massimo, il grado di stenosi in termini percentuali e in valori assoluti, la sua lunghezza, come nonché pianificare l'intervento chirurgico e monitorarne l'efficacia.

Grazie alla disponibilità di un pacchetto software completo nei dispositivi moderni, è diventato possibile creare tomogrammi su quasi tutti i piani. La ricostruzione tridimensionale dei dati TC ci consente di ottenere una comprensione più dettagliata delle relazioni anatomiche e topografiche di organi e sistemi. Con l'introduzione di immagini tridimensionali degli organi e dei sistemi studiati, aumenta la chiarezza e l'affidabilità dei dati ottenuti.

Esempi di tre diversi scanner TC per piccoli animali

1 - Tubo a raggi X; 2 – campione rotante; 3 – rilevatore; 4 – asse di rotazione; 5 – trave conica; 6 – ingrandimento variabile; 7 – portale rotante; 8 – letto del topo.

Micro-TC da tavolo (A, B) con un modello di supporto rotante, un rilevatore di area stazionaria e un tubo a raggi X microfocale che fornisce radiazioni potenziate. Questa installazione viene utilizzata principalmente per la ricerca di laboratorio. I buoni risultati della ricerca dipendono dal rapporto ottimale tra il campo di scansione, la chiarezza, la buona fissazione dell'animale al tavolo, soggetto a un portale rotante (C, D). Richieste sempre maggiori di risoluzione spaziale, scansione più rapida e più ampia del campo di interesse vengono soddisfatte e visualizzate sul pannello piatto del rilevatore, un portale rotante con un tavolo fisso (E, F).

Tabella 1. Confronto tra tomografi computerizzati micro, mini e clinici.

			TC clinica
Adatto a	Campioni di tessuto, insetti, topi, ratti	Topi, ratti, conigli, primati, mini maialini	Fino alla gente
Risoluzione spaziale (isotropa)	5 µm (un arto) - 100 µm (animale intero)	100 – 450 µm	> 450 µm (asse z > 600 µm)
Scansione del campo visivo assiale
È ora di ricevere "standard" volume (ad esempio, l'intero animale)	Da pochi secondi a diverse ore (a volte gli scanner TC ottengono una singola fetta in meno di un secondo)	Da 0,5 secondi a diversi secondi	Dopo alcuni secondi (con rotazione
Dose di radiazioni		~ 10-500 mGy
	Campione rotante da tavolo (con cambio geometria, nitidezza della scansione nel campo visivo, ecc.) o portale rotante	Campione rotante o rotante portale (geometria specifica)	Portale rotante (geometria definita)
Compensazione dei movimenti cardiaci e respiratori	Lancio previsto	Lancio previsto, flashback stroboscopico	Modulazione di scansione, flashback stroboscopico
Esempi di numeri	Riso. ( 1 ) A, B, C, D, ( 3 ), (4 )	Riso. ( 1 ) E, F, ( 2 ), (5 ), (6 )

Nozioni di base sull'imaging

La diagnostica della tomografia computerizzata si basa sui tradizionali principi operativi dei raggi X e i compiti più importanti da risolvere durante lo studio sono la determinazione dell'esatta localizzazione, numero, forma e dimensione dei focolai patologici, l'intensità della loro ombra, la chiarezza dei contorni, nonché uno dei punti principali: la possibilità di una determinazione matematicamente accurata del coefficiente di assorbimento (densità) del tessuto in esame, che riflette la quantità di assorbimento del raggio di raggi X quando attraversa il corpo umano. A seconda della sua densità, ogni tessuto assorbe i raggi X in modo diverso e, di conseguenza, ogni tessuto ha il proprio coefficiente di assorbimento. Il personal computer esegue una ricostruzione matematica dei coefficienti di assorbimento calcolati e della loro distribuzione spaziale su una matrice multicellulare, seguita dalla trasformazione sotto forma di immagine su uno schermo. L'immagine è riprodotta su una matrice, le cui dimensioni dipendono dalla struttura del dispositivo (da 256 del dispositivo Somatom CR di Siemens a 1024 del dispositivo PQ-6000 di Picker) con la corrispondente dimensione della cella (pixel). L'aumento della matrice insieme all'aumento del numero di rilevatori, nonché della densità della loro disposizione, consente di determinare il coefficiente di assorbimento di un'area più piccola dell'immagine CT. I coefficienti di assorbimento sono misurati in unità relative secondo la scala di densità proposta da G. Hounsfield (Fig. 2), nota come unità Hounsfield (unità H).

Pertanto, un tomografo computerizzato ha due tipi di risoluzione: spaziale (a seconda della dimensione della cella della matrice) e differenza di densità (la soglia di sensibilità è 5 unità N (0,5%).

La scala di densità permette di confrontare il coefficiente di assorbimento dei vari tessuti con la capacità di assorbimento dell'acqua, il cui coefficiente di assorbimento è assunto pari a 0. In pratica, la posizione del centro della finestra viene posta uguale a quella misurata o prevista valore medio delle densità delle strutture oggetto di studio nell'area di interesse e la larghezza della finestra è conforme all'intervallo di densità degli organi e dei tessuti oggetto di studio. Una finestra larga 256 valori di grigio può essere posizionata ovunque sulla scala di densità selezionando casualmente il centro della finestra. Se i valori dei numeri nella matrice dell’immagine sono proporzionali ai valori dei numeri di Hounsfield nella matrice di ricostruzione, allora quelle aree dello schermo che mostrano tessuto più denso appariranno più chiare delle aree radiograficamente meno dense. Di conseguenza, le strutture radiologicamente più dense verranno visualizzate sullo schermo del monitor in bianco, mentre le strutture con densità radiologica inferiore verranno visualizzate in colori più scuri. Un cambiamento nelle caratteristiche di densità di organi e tessuti sullo schermo verrà percepito visivamente come un cambiamento di contrasto. Regolando la larghezza della finestra, è possibile modificare l'intervallo di densità studiate, che verrà percepito visivamente come un cambiamento nel contrasto dell'immagine di strutture di densità vicina.

Va notato che la relazione proposta da G. Haunsfield ha una semplice interpretazione fisica. In questo sistema di riferimento, le N unità dell'acqua sono 0, le N unità dell'aria sono -1000 e per le strutture più dense le N unità sono circa 3000.

Capacità diagnostiche della tomografia computerizzata

Secondo la letteratura (2, 6, 8,11, 19, 24, 31, 48, 50, 53), la sensibilità del metodo varia dall'80 al 95%, la specificità è leggermente inferiore - 75-90% per vari processi patologici.

Esistono 2 tipi di limitazioni nelle capacità diagnostiche della TC a raggi X: oggettivo e soggettivo.

Verso l'obiettivo le restrizioni includono:

1) piccola dimensione del focolaio patologico, mancanza di gradazione di densità tra tessuti patologici e invariati;

2) decorso atipico del processo patologico con un quadro TC atipico.

Soggettivo le restrizioni includono:

1) tattiche di ricerca scelte in modo errato;

2) errori derivanti da una preparazione inadeguata del paziente allo studio o dovuti ad artefatti tecnici causati dalla mobilità dell'oggetto di studio.

Per una ricostruzione di alta qualità è necessario eseguire dozzine di sezioni. In questo caso sorge immediatamente la domanda sull'esposizione alle radiazioni del paziente, che è il valore della dose efficace (E). La dose efficace è un concetto condizionale che caratterizza la dose di irradiazione uniforme dell'intero corpo, corrispondente al rischio di conseguenze a lungo termine con una dose di irradiazione reale e irregolare di un determinato organo (o più organi). La dose efficace è misurata in sievert (Sv).

Attualmente, il carico di dose per un residente nel nostro paese durante gli esami a raggi X è di 2,5-3,0 mSv all'anno, che è 2-3 volte superiore al livello di radiazioni in paesi come Inghilterra, Francia, Svezia, Stati Uniti, Giappone ( 2, 17, 23).

Per una ricostruzione multiplanare di alta qualità, è necessario realizzare dozzine di sezioni TC, il che significa che durante l'esecuzione dello studio si dovrebbero considerare tutte le domande che sorgono sulla dose di radiazioni al paziente.

Il Centro scientifico russo per la radiologia a raggi X del Ministero della sanità e dello sviluppo sociale della Federazione Russa ha condotto uno studio sui carichi di dose sui pazienti durante l'esecuzione di una serie di procedure a raggi X, inclusa la TC. Sulla base dei risultati del lavoro svolto (11, 39), è stato riscontrato che K è il metodo più delicato di esame radiografico (Tabella 1).

Va sottolineato che la TC a raggi X è caratterizzata da un'esposizione localizzata alle radiazioni e da un elevato livello di protezione di altri organi dalle radiazioni diffuse. Inoltre, l'esposizione alle radiazioni viene ridotta grazie alla modernizzazione delle apparecchiature.

Tabella 1. Dosi efficaci per una serie di tomografia computerizzata e

Studi sui raggi X

Organizzazione del reparto di tomografia computerizzata

Lo staff del reparto di tomografia computerizzata a raggi X di un ospedale multidisciplinare da 600 posti letto è solitamente composto da 6 persone (2 medici, 3 tecnici radiologici e 1 ingegnere). Secondo la nostra esperienza, questo numero di specialisti è abbastanza sufficiente per il funzionamento efficace dell'unità.

Va notato che l'orario del personale della sala RCT è regolato dall'Ordine del Ministero della Salute della RSFSR n. 132 del 08/02/91, secondo il quale la sala RCT fa parte del dipartimento (dipartimento) di radiologia diagnostica di un istituto medico, guidato da un radiologo qualificato addestrato in tomografia computerizzata a raggi X. Allo stesso tempo, vengono stabiliti gli standard del personale per la sala RCT tenendo conto della fornitura di lavoro in almeno due turni sulla base del lavoro a turno: 1 radiologo, 2 tecnici radiologici e 1 ingegnere.

Il reparto esamina pazienti con patologie di quasi tutti gli organi tranne quelli “in movimento”, come il cuore, sia chirurgici che terapeutici.

La registrazione dei pazienti allo studio viene effettuata sulla base della domanda e dell'anamnesi medica - per i pazienti ricoverati, sulla base di un breve estratto della scheda ambulatoriale con giustificazione per lo scopo dello studio - per i pazienti ambulatoriali. I pazienti ambulatoriali vengono esaminati in base all'ordine di arrivo su appuntamento, i pazienti ricoverati - lo stesso giorno (diagnostica di emergenza) o il giorno successivo alla preparazione necessaria per la procedura.

L'esame della tomografia computerizzata viene effettuato secondo il seguente schema:

1) analisi della documentazione medica, determinazione delle tattiche di esame TC;

2) posizionare il paziente sul lettino;

3) inserimento di informazioni generali nel tomografo computerizzato (dati del passaporto. Commenti aggiuntivi);

4) esecuzione di un tomogramma: chiarire il livello iniziale della procedura e il possibile angolo di inclinazione del telaio del tomografo, ad es. viene definito il piano di ricerca;

5) eseguire una serie di fette CT;

6) registrazione delle informazioni ricevute su supporti magnetici e fotografici;

7) elaborazione e descrizione dei risultati della scansione.

Un esame tomografico computerizzato senza contrasto endovenoso dura 45 minuti e con contrasto endovenoso - 60 minuti. L'immagine risultante viene registrata sul disco rigido del tomografo (archiviazione temporanea), nastro magnetico, CD o pellicola radiografica (per archiviazione a lungo termine). Il processo fotografico viene eseguito in un apposito laboratorio (superficie minima 12 m2) automaticamente utilizzando una macchina sviluppatrice. L'archivio delle radiografie è conservato in un apposito locale all'interno di armadi ignifughi.

Il giorno dell'esame del paziente, i suoi dati personali di base (passaporto) e anamnestici vengono inseriti in un database del personal computer, dove una descrizione dei dati TC ottenuti viene eseguita utilizzando un programma appositamente creato. Inoltre, le informazioni di base - dati del passaporto, livello dell'esame TC, diagnosi preliminare, conclusione basata sui risultati della TC, contabilità del film esaurito - sono registrate in giornali speciali. Un file dei pazienti esaminati (dati del passaporto, nome dell'unità medica che ha inviato il paziente all'esame, data e livello dell'esame, diagnosi preliminare, descrizione dei dati TC, numero di immagini scattate) è archiviato in un database del personal computer ed è regolarmente aggiornato sottoposti ad elaborazione statistica.

La tomografia computerizzata è un metodo di visualizzazione strato per strato di singoli organi o parti del corpo umano utilizzando raggi X ed elaborazione computerizzata dei dati ottenuti.

Il metodo della tomografia computerizzata, come la radiografia planare, si basa sulla capacità di vari tessuti corporei di assorbire e trasmettere radiazioni ionizzanti a vari livelli, ma il principio di funzionamento di una tomografia computerizzata e di una macchina a raggi X su pellicola è fondamentalmente diverso.

Tomografia computerizzata

Come si forma l'immagine come risultato della tomografia computerizzata?

Quando si riceve un'immagine radiografica planare, il corpo del paziente viene scansionato e contemporaneamente l'immagine viene ottenuta su pellicola. In questo caso l'immagine riflette l'assorbimento totale del fascio di raggi X quando attraversa tutti gli strati dell'area studiata. La capacità di assorbire le radiazioni è chiamata densità dei raggi X. Più è alto, meno raggi colpiscono la pellicola e, di conseguenza, l'immagine risulterà più chiara.

Quando si esegue la tomografia computerizzata, viene utilizzato un principio completamente diverso: l'area di studio è virtualmente divisa in cubi microscopici - voxel (dall'inglese volume element - volume elements). Per ciascuno di essi, nel processo di elaborazione dei dati informatici, verrà calcolato il proprio valore di densità dei raggi X. Più è alto, più chiaro sarà il pixel (dall'inglese picture element) corrispondente a questo voxel nell'immagine planare della fetta. L'ottenimento di un'immagine avviene in due fasi:

• La scansione viene eseguita utilizzando un tubo a raggi X, che è fissato all'interno del telaio del dispositivo e può muoversi attorno a un cerchio e uno o più sensori che ruotano in sincronia con il tubo o sono fissi in modo fisso, a seconda del modello del dispositivo. Questa fase è simile all'ottenimento di un gran numero di immagini a raggi X in varie proiezioni, con la differenza che il ricevitore non è una pellicola, ma un sensore elettronico. Ha una sensibilità maggiore rispetto alla pellicola, quindi l'esposizione alle radiazioni nella TC non è migliaia, ma diverse decine di volte superiore a quella nella radiografia.

Schema di funzionamento di un tomografo computerizzato: 1 - tubo a raggi X rotante; 2 - rilevatori fissi

• Elaborazione informatica: sulla base dei dati ottenuti nella prima fase, il computer compone un sistema lineare di equazioni per calcolare la densità di ciascun elemento del volume. Per ciascuna direzione del raggio, il sistema registra l'insieme di voxel attraverso i quali passa ed equipara la quantità di assorbimento dei raggi X in ciascuno di essi al valore risultante ottenuto come risultato della scansione. Per ottenere un'immagine di 300x300 pixel, il computer dovrà risolvere un sistema di 90mila equazioni lineari. La nitidezza dell'immagine dipenderà dal numero di sezioni e dalla risoluzione con cui sono state scansionate.

Questo è interessante: l’unità di calcolo del tomografo genera immagini calcolando la densità dei raggi X per ciascun pixel. Per fare ciò, il processore deve risolvere un intero sistema di equazioni compilato sulla base dei dati di scansione.

Quali strutture possono essere viste utilizzando la tomografia computerizzata?

La TC è più sensibile della radiografia. Se su un'immagine di somma planare i tessuti con una differenza nella densità dei raggi X del 10-20% vengono percepiti come contrastanti, su una scansione computerizzata è possibile distinguere aree che differiscono solo dell'1%. Per indicare la densità dei tessuti si utilizza la relativa scala densitometrica di Hounsfield: la densità dell'acqua viene assunta pari a 0, muscoli e ossa hanno valori positivi, tessuto adiposo e aria hanno valori negativi. In totale, la scala ha più di 4mila gradazioni, il che è abbastanza per ottenere immagini di contrasto sia delle ossa che dei tessuti molli, se i parametri di scansione sono determinati correttamente.

La tomografia computerizzata sta diventando sempre più diffusa

Un tomografo computerizzato distingue più di 4mila gradazioni di densità radiologica dei tessuti, mentre un monitor può trasmettere solo 256 sfumature di grigio. Per mantenere la precisione, viene utilizzato il ricalcolo delle gradazioni nell'intervallo di interesse: osso, tessuto molle o finestra polmonare.

In medicina, la tomografia computerizzata viene utilizzata per studiare organi come:

• Cervello . La TC viene utilizzata principalmente per la diagnosi d'urgenza di lesioni traumatiche e ictus emorragico; sulla TC sono visibili anche tumori di grandi dimensioni e malformazioni vascolari. La TC con mezzo di contrasto viene utilizzata per esaminare i vasi cerebrali. Quando si visualizza la scansione nella finestra ossea, sono visibili lesioni traumatiche al cranio e alle ossa dello scheletro facciale.
• Sistema dentofacciale e seni paranasali spesso esaminato utilizzando la tomografia a fascio conico. Questa tecnica consente di scansionare non un'intera sezione, ma un'area limitata del corpo e, di conseguenza, ridurre la dose di radiazioni. La TC a fascio conico dei denti dà un'idea dello stato dei canali radicolari e dei tessuti periapicali, della presenza di cisti radicali e granulomi, nonché di neoplasie intramascellari. Una TAC dei seni paranasali mostra la loro ariosità e consente anche di giudicare le cause dei cambiamenti in essi;

• La colonna vertebrale viene scansionata completamente o in segmenti, a seconda della diagnosi prevista. La TC fornisce informazioni sulla densità ossea vertebrale, sulla presenza di fratture e lesioni traumatiche e può rilevare spondilolistesi e restringimento del canale spinale. Utilizzando tale esame non è possibile ottenere informazioni dettagliate sullo stato del disco intervertebrale e della radice nervosa.
• Il torace viene scansionato per ottenere un'immagine nella finestra ossea per identificare lesioni traumatiche alle ossa del torace o nel polmone per studiare la struttura del tessuto polmonare. Utilizzando questo metodo, è possibile identificare neoplasie e alterazioni infiammatorie nel tessuto polmonare e formulare ipotesi sulla loro natura. La diagnosi viene effettuata sulla base di una combinazione di esame clinico e risultati della scansione.
• La cavità addominale viene esaminata più spesso utilizzando la risonanza magnetica, poiché la risoluzione di questo metodo per l'esame dei tessuti molli è maggiore. Tuttavia, se è necessario ottenere risultati e fare una diagnosi rapidamente, è preferibile la tomografia a raggi X, poiché è molto più veloce. Utilizzando la TC, è possibile identificare e localizzare accumuli patologici di liquido nella cavità addominale, vengono determinati calcoli nella cistifellea, cisti, tumori e ascessi della cavità addominale.

Tomografia computerizzata multistrato e sue capacità

Tomografia computerizzata multistrato

Il principio di funzionamento di un tomografo computerizzato multistrato differisce da quello sequenziale convenzionale in quanto per la scansione non viene utilizzato uno rotante, ma molti sensori fissi e posizionati attorno al corpo del paziente. Ciò consente di aumentare la velocità di scansione. Ciò consente di ottenere immagini di organi in costante movimento, come il cuore. Con l'uso del contrasto endovenoso, la TCMS può acquisire immagini delle arterie coronarie in modo completamente non invasivo ed è quindi considerata un'eccellente alternativa all'angiografia coronarica interventistica.

La MSCT del cuore con contrasto è una procedura non invasiva che non è inferiore nel contenuto informativo all'angiografia coronarica interventistica.

Motivazione delle finalità, dei rischi e dei limiti del metodo

Il rischio per la salute del paziente durante l'esecuzione di una TAC può essere associato agli effetti delle radiazioni ionizzanti o ad una reazione alla sostanza utilizzata per il contrasto endovenoso. Nel primo caso, il medico deve giustificare la prescrizione valutando la dose di radiazioni prevista, il valore dell'informazione diagnostica, la sua disponibilità quando si effettuano metodi di esame alternativi e il rischio di possibili errori diagnostici se la TC viene abbandonata.

Per i bambini, la tomografia computerizzata viene eseguita se i benefici della diagnosi superano significativamente i possibili rischi.

Lo studio è controindicato nelle donne in gravidanza e deve essere utilizzato con cautela nei bambini piccoli. Il contrasto non viene utilizzato per patologie renali, diabete mellito, gravidanza, tireotossicosi e condizioni generali gravi del paziente. Se le indicazioni per lo studio sono determinate correttamente e le informazioni necessarie non possono essere ottenute in altro modo, la tomografia può essere eseguita tutte le volte necessarie.

La quantità di esposizione alle radiazioni, così come le capacità diagnostiche del metodo, dipendono dalla classe del dispositivo e dalla professionalità del radiologo, che imposta i parametri di scansione individuali in base alla diagnosi prevista e alle informazioni di interesse per il medico. La descrizione che viene consegnata al paziente dopo aver subito una tomografia non può contenere una diagnosi definitiva. Non importa quanto siano evidenti i segni della malattia alla TC, questo studio rimane ausiliario in medicina e la diagnosi deve essere confermata da dati clinici e di laboratorio.

La prima TAC del cervello è stata ottenuta più di 30 anni fa, quando fu esaminato un paziente con un tumore al cervello. Fino a quel momento, il cervello non era disponibile per l’osservazione visiva durante il processo diagnostico. È stato possibile vedere un cervello vivo direttamente durante l'operazione. La tomografia computerizzata è apparsa nell'arsenale dei medici nel 1972 e ha immediatamente preso un posto di rilievo tra i metodi diagnostici in medicina. Si è affermato come uno dei principali metodi non invasivi per lo studio del cervello. Il metodo combina le più recenti conquiste della tecnologia a raggi X e informatica. I medici hanno l'opportunità di ottenere dati non indiretti, ma diretti sulle strutture del cervello, sui cambiamenti che si sono verificati in esse a seguito di vari processi patologici.

Nella nostra conversazione con Galina Aleksandrovna Ponomareva, radiologa presso la sala di tomografia computerizzata a raggi X dell'ospedale clinico regionale, abbiamo discusso le possibilità di utilizzare il metodo della tomografia computerizzata nella pratica neurochirurgica.

Veda l'occhio ciò che lo spirito desiderava senza misura

— Galina Aleksandrovna, su cosa si basa il metodo della tomografia computerizzata?

— Il metodo si basa sull’ottenimento di sezioni trasversali del corpo del paziente, compreso il cervello, con successiva elaborazione computerizzata dei dati su come i vari organi e tessuti del corpo umano assorbono i raggi X. Una scansione dura 3 secondi, durante l'esame vengono suddivise 15-20 scansioni. Pertanto, l'esame dura 7-10 minuti.

Il tomografo Somatom, installato nell'ospedale clinico regionale, appartiene ai tomografi computerizzati di quarta generazione e consente non solo di ottenere “fette di cervello”, ma anche di ricostruirne l'immagine tridimensionale.

— Lo studio utilizza i raggi X, quale dose di radiazioni riceve il paziente?

— Esiste una certa esposizione alle radiazioni, ma è minima e quasi equivalente a una normale radiografia del cervello.

— Ci sono limiti di età?

— Non ci sono limiti di età. L'unica condizione è che i bambini sotto i cinque anni vengano esaminati in anestesia, poiché la condizione principale per la tomografia computerizzata è l'immobilità durante l'esame del paziente.

— Quali sono le indicazioni per l'utilizzo della tomografia computerizzata nella diagnosi delle malattie del cervello?

— L’uso della tomografia computerizzata per riconoscere le malattie del sistema nervoso è particolarmente promettente, poiché una diagnosi accurata in neurochirurgia e neuropatologia è di eccezionale importanza. Per la neurochirurgia, la tomografia computerizzata consente di ottenere informazioni complete sulla natura della malattia: l'esatta localizzazione del processo patologico, la sua relazione con le strutture cerebrali circostanti e, in un'ampia percentuale di casi, stabilire la corretta diagnosi istologica. Tutto ciò aiuta a decidere se l'operazione è necessaria e a scegliere l'accesso per la sua attuazione.

Prima di tutto, la tomografia computerizzata radiologica è efficace nell'identificare le malattie tumorali del cervello. Per ottenere un'immagine più chiara delle aree patologicamente modificate nel cervello, viene utilizzato l'aumento del contrasto, ottenuto mediante la somministrazione endovenosa di un mezzo di contrasto radioattivo.

Un altro gruppo di pazienti per i quali è indicata la tomografia computerizzata sono i pazienti con patologia vascolare del cervello. La diagnosi di queste lesioni è attualmente uno dei problemi urgenti. Lesioni vascolari come ictus emorragico e ischemico possono essere diagnosticate con grande sicurezza utilizzando la tomografia computerizzata.

La tomografia computerizzata ha iniziato a svolgere un ruolo significativo nella diagnosi degli aneurismi artero-venosi di vari grandi vasi e delle emorragie subaracnoidee derivanti dalla loro rottura.

Il metodo ci consente di tracciare l'evoluzione dei cambiamenti patologici nel cervello. Cioè, per valutare i risultati immediati e a lungo termine del trattamento.

La tomografia computerizzata consente di diagnosticare malattie infiammatorie del sistema nervoso centrale come aracnoidite, encefalite e ascessi cerebrali.

— Le capacità di un tomografo computerizzato vengono utilizzate durante le operazioni?

— Sotto il controllo della tomografia computerizzata è possibile perforare formazioni patologiche, come gli ascessi, e drenarle. Determiniamo la posizione esatta della lesione, segniamo la puntura per il chirurgo, quindi controlliamo il passaggio dell'ago e l'evacuazione del contenuto dalla cavità.

— Ovviamente, il metodo della tomografia computerizzata viene utilizzato non solo per studi di routine?

— Naturalmente il metodo è di grande importanza per i pazienti ricoverati in emergenza, soprattutto quando sono incoscienti, in coma o agitati e il loro esame neurologico è difficile.

La tomografia computerizzata è attualmente il metodo più informativo per l'esame di pazienti con lesioni cerebrali traumatiche. Permette di identificare i focolai di contusione nella sostanza del cervello, determinare il volume delle emorragie intracraniche e la presenza di sangue negli spazi meningei. Inoltre, analizzando gli indicatori di densità, è possibile giudicare il periodo delle lesioni cerebrali traumatiche, cioè determinare l'ematoma acuto o cronico e il grado del loro riassorbimento.

Uno dei vantaggi del metodo è la capacità di determinare le condizioni delle strutture ossee. Le lesioni cerebrali spesso comportano danni alle ossa del cranio. La tomografia computerizzata può rivelare fratture depresse, il grado di depressione dei frammenti ossei e la compressione della sostanza cerebrale.
In caso di lesioni, la tomografia computerizzata consente di determinare chiaramente la posizione del corpo estraneo, aiutando il neurochirurgo a determinare il sito di accesso per l'intervento chirurgico.

La tomografia computerizzata nel periodo residuo della lesione cerebrale traumatica non è meno importante per risolvere la questione delle prospettive del trattamento riparativo.

— Hai già detto che stai conducendo esami sui bambini. Quali malattie vengono trattate più spesso?

— Molto spesso diagnostichiamo patologie cerebrali congenite nei bambini. Le indicazioni per la tomografia sono il sospetto di lesioni cerebrali occupanti spazio e di idrocefalo congenito. La tomografia computerizzata consente non solo di identificare la forma dell'idrocefalo, il grado della sua gravità, ma anche in alcuni casi di chiarirne la causa (tumore, lesione traumatica, processo infiammatorio, ecc.)

— Neuropatologi e neurochirurghi si rivolgono a voi non solo pazienti con patologie cerebrali, ma anche pazienti con problemi alla colonna vertebrale.

— Sì, esaminiamo pazienti neurochirurgici della colonna vertebrale. I pazienti con alterazioni degenerative-distrofiche della colonna vertebrale vengono indirizzati a noi se sospettano un'ernia del disco.

Sui tomogrammi computerizzati, le ossa e i tessuti molli sono facilmente differenziabili e vengono rivelate le strutture del canale spinale. In caso di lesioni degenerative, la tomografia computerizzata consente di identificare le cause del restringimento del canale spinale, anche a causa di protrusioni erniarie e alterazioni delle articolazioni.

Naturalmente, la tomografia computerizzata ha grandi capacità diagnostiche quando si esaminano pazienti con lesioni spinali.

La tecnica della tomografia computerizzata consente di determinare con precisione la presenza di frammenti ossei dai corpi, i processi delle vertebre e il grado del loro spostamento nel lume del canale spinale, la compressione del midollo spinale.

Questi dati consentono di risolvere il problema delle indicazioni e della portata dell'intervento chirurgico.

Nel periodo postoperatorio è possibile valutare l'efficacia dell'intervento chirurgico in questo gruppo di pazienti.

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Questo metodo è stato utilizzato per la prima volta nel 1972. Si basa sulla misurazione e sulla successiva elaborazione dei dati sulla differenza nell'attenuazione della radiazione X da parte di tessuti che differiscono in densità.

La TC viene utilizzata per visualizzare le camere del cuore, i grandi vasi, il pericardio e i tessuti adiacenti. In pratica, la TC viene spesso utilizzata per visualizzare l'aorta quando si sospetta una dissezione aortica. La TC spirale ha un telaio rotante che produce immagini in meno di un secondo. Ulteriori sviluppi nella TC elicoidale hanno portato alla creazione della TC multistrato, che può acquisire fino a 32-64 sezioni per rotazione del fotogramma. Le immagini risultanti sono praticamente prive di interferenze causate dai movimenti del corpo.

L’imaging non invasivo delle arterie coronarie è ora diventato possibile. La risoluzione spaziale della TC consente di ottenere immagini delle parti prossimali delle arterie coronarie, paragonabili per qualità all'angiografia coronarica convenzionale. Gli innesti di bypass coronarico possono essere visti chiaramente anche utilizzando la TC spirale e alcune istituzioni valutano le condizioni dell'innesto utilizzando questa tecnologia. È inoltre possibile determinare la calcificazione delle arterie coronarie, che è direttamente correlata al grado di danno aterosclerotico. Pertanto, la quantificazione del calcio può essere utilizzata per la stratificazione del rischio.

Le immagini ottenute mediante l'uso della tomografia computerizzata a raggi X hanno alcuni analoghi nella storia dell'anatomia. Va ricordato che il grande fisiologo russo N. I. Pirogov sviluppò e mise in pratica un metodo per studiare le posizioni relative di organi e tessuti, chiamato “anatomia topografica”. Il metodo proposto consisteva nell'escissione strato per strato di tessuto congelato ("anatomia del ghiaccio") in 3 direzioni. Sulla base del metodo è stato pubblicato un atlante, le cui illustrazioni somigliavano essenzialmente alle immagini ottenute utilizzando un tomografo.

Le moderne tecniche per ottenere immagini strato per strato presentano ovviamente molti vantaggi. Questa è la possibilità di diagnosi intravitale e ricostruzione computerizzata su 3 piani. Utilizzando le tecniche, è possibile non solo determinare le dimensioni e la posizione relativa di organi e tessuti, ma anche studiarne le caratteristiche strutturali e una serie di caratteristiche fisiologiche.

Per valutare la densità delle strutture corporee esaminate mediante tomografia computerizzata, viene utilizzata una speciale gradazione di attenuazione dei raggi X, chiamata scala Hounsfield. Il riflesso di questa scala sul monitor del tomografo è lo spettro in bianco e nero dell'immagine risultante. L'intervallo di attenuazione dei raggi X va da -1024 a +3071, ovvero 4096 unità di attenuazione. Il valore medio su questa scala corrisponde alla densità dell'acqua, i numeri negativi corrispondono all'aria e al tessuto adiposo (bassa densità) e i numeri positivi corrispondono ai tessuti molli e alle ossa (densità maggiore). Si prega di notare che le scale dei diversi dispositivi possono differire l'una dall'altra.

Quando si lavora con uno scanner CT, è importante ricordare che la “densità dei raggi X” è un concetto relativo e medio. Pertanto, i tessuti molli sovrasaturati di grasso possono avere una densità corrispondente alla densità dell'acqua, il che a volte rende difficile determinare la natura della struttura studiata.

Una parte integrante dell'apparato tomografico è un pacchetto software significativo. Permette di condurre una gamma completa di studi di tomografia computerizzata. Inoltre, può essere integrato con programmi altamente specializzati che apportano modifiche al campo di applicazione di ogni singolo dispositivo.

La collimazione dei raggi X che attraversano il corpo umano permette di ottenere una serie di immagini attenuate che, utilizzando un computer, formano delle “fette” trasversali dell'oggetto (solitamente il passo delle fette è di 3-8 mm, che dipende dalla dispositivo, nonché sul compito clinico assegnato allo specialista). Recentemente, la ripresa sequenziale è stata sostituita da un metodo di registrazione continua dell'immagine (TC spirale). Il contrasto tissutale si ottiene grazie ai tessuti che attenuano la radiazione dei raggi X a vari livelli. L'intera cavità addominale può essere scansionata in una sola apnea. L'obesità ha un effetto positivo sulla qualità della TC (al contrario dell'ecografia). L'imaging a intervalli temporali con la somministrazione di mezzi di contrasto a base di iodio per via endovenosa può rivelare i tratti caratteristici del processo patologico nelle fasi arteriosa e venosa della circolazione o indicare il flusso sanguigno venoso portale. La modalità di ripresa dipende sempre dall'organo a cui è interessato il ricercatore o dal compito clinico.

Le indicazioni alla TC per le malattie gastrointestinali sono molto diverse. Questi includono studi sull'addome acuto; diagnosi e stadiazione dei tumori maligni; valutazione di quanto accade con altre patologie del pancreas, lesioni delle vie biliari e del fegato; identificazione di accumuli di liquidi intra-addominali. La pneumocolonografia TC viene discussa separatamente. A seconda dell'anatomia del luogo e dell'esperienza dello specialista, sotto il controllo della TC o dell'ecografia, è possibile eseguire una biopsia mirata di tessuti patologicamente alterati.

Ci sono poche controindicazioni alla TC. Questi includono l'intolleranza allo iodio (questo dovrebbe essere discusso con il tuo radiologo, poiché informazioni preziose possono quasi sempre essere raccolte da una TAC senza contrasto).

Nella TC, una sorgente di raggi X e un rilevatore di raggi X, alloggiati in una struttura a forma di ciambella, si muovono secondo uno schema circolare attorno a un paziente sdraiato su un lettino motorizzato che si muove attraverso il dispositivo. In genere vengono utilizzati scanner multi-rivelatore con 4-64 o più file di rilevatori, perché Un numero maggiore di rilevatori consente la scansione di immagini con una risoluzione più rapida e più elevata.

I dati provenienti dai sensori sono essenzialmente una serie di raggi X presi da diverse angolazioni attorno al paziente. Tuttavia, le immagini non vengono visualizzate direttamente ma vengono inviate a un computer, che le ricostruisce rapidamente in immagini bidimensionali (tomogrammi) che rappresentano una fetta del corpo in qualsiasi piano desiderato. I dati possono anche essere utilizzati per costruire un'immagine 3D dettagliata. In alcune scansioni TC, il lettino si muove gradualmente e si ferma ad ogni scansione. In altri scanner TC, il tavolo si muove continuamente durante la scansione; Perché il paziente si muove in linea retta e i rilevatori si muovono in cerchio, una serie di immagini vengono riprese a spirale attorno al paziente - da qui il termine "TC spirale".

Gli stessi principi dell'imaging tomografico possono essere applicati alla scansione di radioisotopi, in cui i sensori per la radiazione emessa circondano il paziente e la tecnologia informatica converte i dati del sensore in immagini tomografiche; esempi sono la TC a emissione di fotone singolo (SPECT) e la PET.

L'esposizione alle radiazioni delle scansioni TC addominali è elevata (equivalente a 500 radiografie del torace o 3,3 anni di radiazione di fondo), quindi approcci alternativi dovrebbero essere sempre presi in considerazione negli adulti più giovani e nei pazienti che necessitano di ripetere gli esami. La scansione TC dovrebbe essere evitata durante la gravidanza, soprattutto nel primo trimestre.

La PET è un metodo di imaging con radiazioni. Vengono utilizzati preparati farmacologici contenenti elementi radioattivi con una breve emivita, che consentono di valutare vari aspetti della funzione cardiaca in diverse aree:

• Funzione generale e locale del ventricolo sinistro.
• Flusso sanguigno nel miocardio.
• Metabolismo miocardico: metabolismo del glucosio e degli acidi grassi, consumo di ossigeno.
• Farmacologia: recettori P-adrenergici e muscarinici, innervazione simpatica, ACE miocardico (enzima di conversione dell'angiotensina) e recettori dell'angiotensina II.
• Espressione dei geni miocardici.

Applicazione clinica

Determinazione della vitalità miocardica. La principale applicazione clinica della PET in cardiologia è la determinazione della vitalità miocardica in pazienti con malattia coronarica con ridotta funzionalità ventricolare sinistra, che può essere migliorata eseguendo la rivascolarizzazione coronarica chirurgica o percutanea. È stato dimostrato che la PET ha un'elevata sensibilità nel predire il recupero della funzione ventricolare sinistra dopo la rivascolarizzazione e ha anche permesso di comprendere i principali meccanismi dello sviluppo della disfunzione ventricolare sinistra nei pazienti con malattia coronarica.

Rispetto alla radiografia semplice, le sezioni tomografiche TC forniscono maggiori dettagli spaziali e consentono una migliore identificazione delle compattazioni dei tessuti molli. Poiché la TC fornisce molte più informazioni, è preferibile alla radiografia convenzionale per l’imaging della maggior parte dei tessuti del cervello, della testa, del collo, della colonna vertebrale, del torace e dell’addome. Le immagini 3D delle lesioni possono aiutare i chirurghi a pianificare l'intervento chirurgico. La TC è il test più accurato per individuare e localizzare i calcoli vescicali.

Una TAC può essere eseguita con o senza mezzo di contrasto endovenoso. La TC senza contrasto viene utilizzata per rilevare emorragia cerebrale acuta, calcoli vescicali, noduli polmonari, fratture ossee e altre anomalie scheletriche.

Per visualizzare gli organi addominali vengono utilizzati agenti di contrasto, somministrati per via orale o talvolta per via rettale; A volte viene utilizzato il gas per dilatare il tratto gastrointestinale inferiore e renderlo visibile. Il materiale di contrasto nel tratto gastrointestinale aiuta a distinguere il tratto gastrointestinale dalle strutture circostanti. Il mezzo di contrasto standard somministrato per via orale è a base di bario, ma quando si sospetta una perforazione intestinale o il rischio di aspirazione è elevato, è necessario utilizzare un mezzo di contrasto iodato a bassa osmolarità.

Applicazione di ricerca

Il numero significativo di parametri disponibili per l'esame mediante PET ci consente di valutare molti aspetti della funzione cardiaca e fornire informazioni sui meccanismi della funzione cardiaca in varie malattie. Questo studio consente inoltre di valutare i meccanismi di azione terapeutica dei metodi terapeutici utilizzati e attuati. Ecco alcuni esempi:

• Flusso sanguigno e microcircolo miocardico: cardiopatia ischemica, cardiomiopatia ipertrofica, stenosi aortica, sindrome X.
• Metabolismo nel miocardio e metabolismo energetico nel cuore: cardiomiopatia ischemica, cardiomiopatia dilatativa.
• Funzione autonoma del cuore.

Variazioni

Colonscopia virtuale. Dopo aver iniettato il gas nel retto attraverso un catetere di gomma flessibile di piccolo diametro, viene eseguita una TAC dell'intero colon. La colonscopia virtuale produce immagini tridimensionali ad alta risoluzione del colon che in qualche modo imitano i risultati di una colonscopia ottica. Questa tecnica può mostrare polipi del colon e lesioni della mucosa del colon fino a 5 mm di dimensione. Questa è un'alternativa alla colonscopia convenzionale.

Pielografia o urografia endovenosa TC. Viene somministrato un agente di contrasto per via endovenosa. La procedura fornisce immagini dettagliate dei reni, degli ureteri e della vescica. È un'alternativa all'urografia endovenosa convenzionale.

Angiografia polmonare TC. Dopo una rapida iniezione in bolo di materiale di contrasto, vengono scattate rapidamente immagini a fette sottili mentre l'agente di contrasto rende opache le arterie e le vene. Vengono utilizzate tecniche avanzate di grafica computerizzata per rimuovere le immagini dei tessuti molli circostanti e fornire immagini altamente dettagliate dei vasi sanguigni simili all'angiografia convenzionale.

Screpolatura

Le scansioni TC rappresentano la dose maggiore di esposizione a radiazioni diagnostiche per tutti i pazienti in generale. Se vengono eseguite più scansioni, la dose totale di radiazioni può essere elevata, esponendo il paziente a un potenziale rischio (vedere "Principi dell'imaging a raggi X - Pericoli delle radiazioni ionizzanti"). I pazienti che presentano calcoli ricorrenti del tratto urinario o che hanno subito traumi gravi probabilmente avranno bisogno di più scansioni TC. Il rischio di esposizione alle radiazioni deve essere sempre considerato rispetto al beneficio dell’esame.

Alcune scansioni TC utilizzano il contrasto endovenoso, che comporta alcuni rischi. Se il bario fuoriesce dai vasi nei tessuti esterni al lume del tratto gastrointestinale, può causare una grave infiammazione; Se inalato, il bario può causare grave polmonite. Il bario può anche indurirsi e formare grumi, contribuendo potenzialmente allo sviluppo dell'ostruzione intestinale. Gastrografin è più sicuro, ma il mezzo di contrasto e le immagini del tratto gastrointestinale non sono altrettanto buoni.

Il lettino TC non è adatto a pazienti molto obesi.

Confronto della tomografia a emissione di positroni con altri metodi di radionuclidi per l'esame del cuore (gamma camera, SPECT)

Vantaggi:

• Breve emivita dei farmaci radioattivi.
• Possibilità di studi ripetuti a brevi intervalli.
• Migliore risoluzione spaziale.
• La capacità di valutare qualitativamente l'accumulo di un farmaco radioattivo in un organo consente di determinare numericamente i parametri fisiologici.
• Il ciclotrone si trova nella stessa istituzione in cui viene condotta la ricerca.

Screpolatura:

• Metodo costoso.
• Accesso limitato.
• Utilizzo preferito in lavori scientifici.

Negli ultimi dieci anni, la risonanza magnetica cardiaca ha dimostrato di essere un’importante modalità diagnostica nella diagnosi e nel trattamento delle malattie cardiovascolari.

Metodologia:

• Utilizzano segnali emessi da protoni (gli ioni idrogeno sono presenti in grandi quantità negli organismi viventi, poiché una parte significativa del corpo umano è costituita da acqua).
• Quando si utilizza un campo magnetico, i protoni si allineano parallelamente (la maggior parte) e perpendicolari al campo con un vettore risultante in mezzo.
• Il vettore risultante cambia quando vengono utilizzati diversi tipi di radiazioni a radiofrequenza a onde corte.
• Quando questa radiazione secondaria cessa, il vettore ritorna nella sua posizione originale e rilascia energia sotto forma di onde radio.
• Esistono due forme di ripristino del vettore retinico: longitudinale e trasversale.

La risonanza magnetica non necessita di radiazioni ionizzanti e permette di ottenere più “fettine” di cuore. La risonanza magnetica viene utilizzata per studiare vari organi, compresa la visualizzazione dell'aorta e la posizione dei grandi vasi, e lo studio delle camere cardiache nei difetti congeniti. I dati possono essere ottenuti elaborando il segnale riflesso dal sangue in movimento. Esistono algoritmi e programmi speciali che mostrano la velocità, la presenza di rigurgito sanguigno e la stenosi della valvola. È inoltre disponibile l'analisi dei movimenti della parete vascolare. Ad esempio, la parete del ventricolo sinistro è facilmente visualizzabile con la risonanza magnetica, mentre è più difficile da visualizzare con l'ecocardiografia.

La risonanza magnetica svolge un ruolo significativo nella valutazione della vitalità miocardica. Aree di ipoperfusione possono essere visibili nelle scansioni time-lapse mentre viene iniettato un agente di contrasto (p. es., gadolinio). In questo caso l’ischemia è vista molto meglio rispetto alle tecnologie di medicina nucleare, che consentono una selezione più accurata dei pazienti che necessitano di rivascolarizzazione.

Tipi di risonanza magnetica

1. L'eco di spin viene utilizzato per valutare la morfologia. Si distinguono i tessuti corporei che hanno densità diverse; il sangue che scorre viene visualizzato in un colore scuro.
2. L'eco Goadient viene utilizzato per studiare shunt, lesioni valvolari, vasi di grandi dimensioni e valutare la funzione ventricolare sinistra. Il flusso sanguigno (cioè flusso di protoni) lungo il gradiente magnetico ha vettori magnetici con una fase che varia proporzionalmente alla velocità del flusso, il che consente la valutazione di disturbi dinamici. Utilizzando differenze più piccole nella densità dei tessuti, il flusso sanguigno è rappresentato come un segnale ad alta intensità.

Utilizzo della risonanza magnetica cardiaca

L'elenco delle funzionalità MRI è in continua espansione:

• Cardiopatie congenite. Utile nello studio di difetti cardiaci complessi e di grossi vasi (anatomia ed emodinamica).
• Funzione ventricolare. È particolarmente importante per determinare la funzione sistolica e diastolica dei ventricoli sinistro e destro e identificare i loro tumori. Utile per determinare l'efficacia di un nuovo metodo di trattamento.
• Malattie dell'aorta. Non è inferiore all'ecocardiografia transesofagea e alla TC nella diagnosi della dissezione aortica acuta. Eccellente nell'anatomia descrittiva della dissezione aortica (fonte, estensione, estensione della lesione), soprattutto nei pazienti con precedente malattia aortica e chirurgia aortica. Nella sindrome di Marfan, una serie di studi sequenziali può rivelare la progressione dell'aneurisma. Ematoma intraparete, placche.
• Malattie delle valvole cardiache. I principali metodi diagnostici per queste malattie rimangono l'ecocardiografia transesofagea e il cateterismo cardiaco. La risonanza magnetica sta cominciando ad essere utilizzata più ampiamente come metodo con un migliore rapporto sensibilità/specificità.
• Cardiomiopatie. Rivela i segni morfologici e consente la valutazione emodinamica. Nella cardiomiopatia ipertrofica ostruttiva, questa metodica consente l'identificazione di fibrosi e disturbi di perfusione. La risonanza magnetica è uno dei metodi per diagnosticare la cardiomiopatia aritmogena del ventricolo destro.
• Tumori cardiaci e malattie del pericardio. Necessario per la valutazione delle lesioni tumorali sia primarie che metastatiche del cuore. Permette di determinare la localizzazione e la diffusione extracardiaca. L'eco del gradiente sequenziale consente la valutazione della vascolarizzazione del tumore. La RM è il metodo preferito per diagnosticare le malattie pericardiche e identificare i versamenti pericardici.

Risonanza magnetica del cuore

Vantaggi:

• Immagini sequenziali veloci.
• I segni clinici completano le informazioni anatomiche, emodinamiche e funzionali sulle stesse immagini.
• Tecnica non invasiva (per test diagnostici) rispetto all'angiografia, all'ecocardiografia transesofagea.
• Alta risoluzione spaziale rispetto a EchoCG, CT.
• Nessuna radiazione ionizzante rispetto all'angiografia, ecc.

Screpolatura:

• Claustrofobia - causata dallo spazio ristretto e chiuso all'interno del tomografo.
• La mancanza di un monitoraggio adeguato - distorsione elettrica - rende difficile l'utilizzo di questa metodica in pazienti con emodinamica instabile, per i quali l'accuratezza della RM cardiaca è proprio utile. Questo inconveniente può essere superato utilizzando apposite piastre larghe (per monitoraggio, ossigenoterapia, ecc.), che consentono di isolare le apparecchiature metalliche/elettriche.
• Costi elevati e mancanza di centri che eseguono la risonanza magnetica. Sono richiesti elevati costi finanziari iniziali. Tuttavia, questo metodo di ricerca sta cominciando ad essere ampiamente utilizzato nella pratica clinica.

Le protesi metalliche rimangono un po’ un problema quando si esegue la risonanza magnetica. Il ferromagnetismo (la proprietà dei metalli di essere attratti da un campo magnetico) si riferiva inizialmente alle strutture del ferro e alla loro proprietà di attrazione in un campo magnetico. Tuttavia, anche altri metalli sono altamente magnetici: cobalto, disprosio, gadolinio e nichel. Le leghe contenenti questi metalli mostreranno un certo grado di magnetismo. La maggior parte delle protesi umane non sono potenti magneti, poiché le leghe di ferro utilizzate per crearle contengono varie impurità per aumentarne la resistenza e migliorare le proprietà antiossidanti.

Possibilità di danni da risonanza magnetica e presenza di oggetti metallici

Esistono tre meccanismi principali per lo sviluppo del danno:

• Danno da impatto. Associato ad apparecchiature aggiuntive (bombole di ossigeno, pinze, forbici, ecc.) situate nella sala MRI. Un forte campo magnetico attira oggetti metallici attraverso la stanza con ovvie conseguenze. Pertanto, tutti gli oggetti metallici devono essere rimossi dalla sala MRI o devono essere utilizzate attrezzature sicure.
• Protesi impiantate. Possono verificarsi danni a causa del movimento interno delle protesi metalliche. Il probabile movimento dipende dalle proprietà magnetiche della protesi e dalla limitazione del suo movimento da parte dei tessuti circostanti. Pertanto, un innesto femorale ha meno probabilità di causare lesioni rispetto a una clip arteriosa intracranica.
• Elettricità. La risonanza magnetica induce corrente elettrica nell'apparecchiatura, che è in grado di condurre corrente elettrica, provocando incandescenza e lesioni termiche. Esempi di tali apparecchiature sono i fili di pacemaker, i fili guida e i cateteri arteriosi polmonari.

Attrezzature e sicurezza durante la risonanza magnetica

• Stent coronarici.

Esiste un rischio teorico di danno termico così come il rischio di movimento interno. Tuttavia, studi clinici hanno dimostrato la sicurezza dell’uso della risonanza magnetica in questo gruppo di pazienti.

• Altri stent vascolari.

Corrisponde al rischio di stent coronarici (i produttori spesso consigliano di attendere dalle 6 alle 52 ore dopo l'impianto).

• Conduttori.

Può causare danni termici (le nuove guide MRI sono sicure per la risonanza magnetica).

• Valvole protesiche, anelli.

Tutte le valvole hanno dimostrato di essere sicure, comprese le prime valvole a palloncino e a scatola.

• Pacemaker artificiale e defibrillatore cardiaco impiantato.

Sussiste il pericolo di movimento, lesioni termiche e impulsi frenanti elettrici. L’uso della risonanza magnetica è associato ad un aumento della mortalità. Attualmente il loro utilizzo non è raccomandato, ma le raccomandazioni potrebbero cambiare con l’uso di nuovi (moderni) tomografi ad alta affidabilità.

• Cateteri intracardiaci.

Il poliuretano e il PVC sono sicuri. Altri con parti metalliche (p. es., cateteri fluttuanti nell'arteria polmonare) possono causare lesioni termiche e non sono sicuri.

• Pompa a palloncino intra-aortica e pompa ventricolare sinistra.

Pericoloso a causa della possibilità di danni termici, movimenti interni o guasti meccanici.

• Fili per elettrocardiografo.

I cavi metallici standard sono pericolosi a causa delle ustioni (che possono essere gravi). I nuovi cavi compatibili con la risonanza magnetica a base di carbonio soddisfano tutti i requisiti di sicurezza.

• Suture sternali, suture a gradino pericardico.

Sicuro, ma sono fonti di artefatti

Tomografia computerizzata spirale

Il metodo consiste nell'implementazione parallela della rotazione costante della sorgente di radiazioni attorno al corpo del soggetto e del movimento traslatorio costante del tavolo su cui è posizionato il paziente lungo l'asse di scansione longitudinale. A differenza del metodo precedente, la tomografia computerizzata seriale, la velocità di movimento del lettino con il paziente può essere modificata secondo necessità. Aumentando la velocità di movimento aumenta proporzionalmente l'area del corpo da scansionare. Questa tecnologia può ridurre significativamente i tempi dell'esame e ridurre il grado di esposizione alle radiazioni del soggetto.

Tomografia computerizzata multistrato

Tomografia computerizzata multistrato- una tecnica più avanzata. Con esso, la radiazione a raggi X viene ricevuta da diverse file di rilevatori e viene utilizzata una forma volumetrica del fascio di raggi X. Gli indubbi vantaggi rispetto alla tomografia computerizzata spirale sono un miglioramento della risoluzione temporale e spaziale lungo l'asse longitudinale, un aumento della velocità di scansione e, di conseguenza, una riduzione del tempo di esame. I vantaggi di questo metodo includono anche un significativo miglioramento della risoluzione del contrasto, un aumento dell'area esaminata e una diminuzione del grado di esposizione del paziente.

Lo svantaggio principale del metodo della tomografia computerizzata era e rimane il grado relativamente elevato di esposizione alle radiazioni della persona esaminata, sebbene con lo sviluppo della tecnologia sia stato significativamente ridotto.

Per migliorare la distinzione visiva degli organi gli uni dagli altri, nonché per distinguere tra strutture normali e patologiche nel corpo, vengono utilizzate una varietà di tecniche di miglioramento del contrasto. Durante questi studi, al paziente vengono somministrati farmaci contenenti iodio per via orale o endovenosa. Nel caso 1 si ottiene il massimo contrasto degli organi cavi del tubo digerente. Con la somministrazione endovenosa di mezzi di contrasto radiografici è possibile valutare oggettivamente la natura e il grado di accumulo del mezzo di contrasto nei tessuti e negli organi del paziente. Il potenziamento del contrasto per via endovenosa consente spesso di chiarire la natura dei cambiamenti patologici rilevati, comprese le neoplasie, e di registrare quelli che sono estremamente difficili da rilevare durante uno studio standard.

La tomografia computerizzata, come altri metodi di ricerca, ha alcune indicazioni. Come test di screening, questa tecnica viene utilizzata per mal di testa, lesioni cerebrali traumatiche non accompagnate da perdita di coscienza, per il verificarsi periodico di svenimenti e anche per escludere la diagnosi di cancro ai polmoni. Per la diagnostica di emergenza, la tomografia computerizzata viene utilizzata in caso di lesioni gravi, sospetta emorragia cerebrale, danno a un vaso di grandi dimensioni o lesioni acute agli organi parenchimali. Per la diagnostica di routine, la tomografia computerizzata viene utilizzata relativamente raramente, allo scopo di confermare definitivamente la diagnosi. In alcuni casi, alcune procedure mediche, in particolare le punture, vengono eseguite anche sotto il controllo della tomografia computerizzata.

Per ottenere un'immagine su un monitor di 200 x 200 pixel, il sistema di calcolo comprende 40.000 equazioni lineari.

Ci sono una serie di controindicazioni a questo studio. Pertanto, l’uso di questo metodo senza l’uso di un mezzo di contrasto radioattivo non è consentito durante la gravidanza e quando il peso corporeo della paziente è elevato (massimo per un particolare dispositivo).

Con un mezzo di contrasto questo studio non viene effettuato in caso di intolleranza individuale al mezzo di contrasto radiografico, insufficienza renale, diabete grave, gravidanza, patologie tiroidee e mieloma multiplo.

Alcuni tessuti assorbono le radiazioni a vari livelli, quindi sono facilmente distinguibili: un contrasto naturale.

Lo scopo del contrasto artificiale è ottenere un'immagine differenziata di tessuti che assorbono la radiazione in modo più o meno uguale. A tale scopo vengono introdotte nel corpo sostanze che assorbono le radiazioni dei raggi X in modo più o meno forte rispetto ai tessuti molli, creando così contrasto negli organi studiati.

Positivo ai raggi X - sostanze che trattengono più radiazioni rispetto ai tessuti molli (a base di elementi pesanti - bario o iodio)

Negativo ai raggi X – sostanze che trattengono meno radiazioni rispetto ai tessuti molli (protossido di azoto, anidride carbonica, aria)

Requisiti di base per RKV:

creando immagini ad alto contrasto

innocuità quando introdotto nel corpo del paziente

rapida eliminazione dal corpo

Metodi contrastanti:

introduzione meccanica diretta di RCV nella cavità dell'organo (gastrografia, angiografia, ecc.)

principio di concentrazione ed eliminazione: l'introduzione di un agente di contrasto nel sangue, che viene poi assorbito, concentrato e rilasciato da un organo specifico. (esame del sistema urinario, vie biliari)

Agenti radiopachi utilizzati:

preparati a base di solfato di bario – sospensione acquosa. Esame del tratto digestivo. Innocuo, insolubile in acqua e succhi digestivi. Preso come sospensione in una concentrazione di 1:1 o 5:1. Per conferire ulteriori proprietà, vengono aggiunte sostanze chimiche attive: rallentando la sedimentazione, l'adesione al muro, aumentando la viscosità.

Oli iodati. Emulsione di composti di iodio in oli vegetali. Esame dei bronchi, dei vasi linfatici, della cavità uterina, dei tratti fistolosi. (lipoidolo). Contrasto elevato, poca irritazione ai tessuti.

Campione biologico: per via endovenosa 1 ml di RCV, attendere 2-3 minuti, monitorando attentamente le condizioni del paziente. In assenza di una reazione allergica, somministrare la dose principale di RKV - da 20 a 100 ml.

Gas (protossido di azoto, anidride carbonica, aria). Solo la CO2 entra nel sangue a causa della sua elevata solubilità. Cavità corporee, spazi cellulari - protossido di azoto - prevenzione dell'embolia gassosa. Il tratto digestivo è aria ordinaria.

Doppio contrasto: conduzione di uno studio contemporaneamente con due RCV: radiografia positiva e radiografia negativa.

15. Tomografia a raggi X computerizzata. Principi per ottenere tomogrammi computerizzati. Caratteristiche dell'immagine di organi e tessuti.

La tomografia computerizzata è un esame a raggi X strato per strato basato sulla ricostruzione computerizzata dell'immagine ottenuta mediante scansione circolare di un oggetto con un fascio stretto di radiazioni a raggi X.

Ottenere tomogrammi computerizzati: Uno stretto fascio di raggi X scansiona il corpo umano attorno alla circonferenza. Passando attraverso i tessuti, la radiazione viene attenuata in base alla densità e alla composizione atomica di questi tessuti. Dall'altro lato del paziente c'è un sistema circolare di sensori a raggi X, ciascuno dei quali (e il loro numero può raggiungere diverse migliaia) converte l'energia della radiazione in segnali elettrici. Dopo l'amplificazione, questi segnali vengono convertiti in un codice digitale, che viene archiviato nella memoria del computer. I segnali registrati riflettono il grado di attenuazione del fascio di raggi X (e quindi il grado di assorbimento della radiazione) in una qualsiasi direzione. Ruotando attorno al paziente, l'emettitore di raggi X osserva il suo corpo da diverse angolazioni, per un totale di 360°. Al termine della rotazione dell'emettitore, tutti i segnali provenienti da tutti i sensori vengono registrati nella memoria del computer. La durata della rotazione dell'emettitore nei tomografi moderni è molto breve, solo 1-3 s, il che rende possibile studiare oggetti in movimento.

Il computer ricostruisce la struttura interna dell'oggetto. Il risultato è un'immagine di uno strato sottile dell'organo in esame - pochi mm, che viene visualizzato e il medico lo elabora a seconda del compito dello studio: ridimensionamento, evidenziazione dell'area di interesse, determinazione della dimensione dell'organo in esame organo, il numero e la natura della condizione patologica. Lungo il percorso, la densità del tessuto viene determinata secondo la scala Hounsfield: segno zero - densità dell'acqua (densità ossea +1000 HU, aria -1000 HU). Sulla pellicola fotografica, sulla scala Hounsfield viene evidenziata una gamma limitata, una finestra le cui dimensioni non superano diverse decine di unità HU. Dopo l'elaborazione, l'immagine viene archiviata nella memoria del computer/trasferita sulla pellicola. L'RCT mostra le più piccole differenze di densità: 0,4-0,5%.

In genere vengono eseguiti 5-10 tagli a una distanza di 5-10 mm. Per orientare la posizione delle fette 0, un'immagine digitale di rilievo è un tomogramma a raggi X che visualizza i livelli delle fette.

Tipi di TC.

Fascio di elettroni - come sorgente di radiazioni - cannoni elettronici a vuoto emessi da un fascio di elettroni veloci. (cardiologia)

Spirale: l'emettitore si muove a spirale rispetto al corpo e in breve tempo cattura un certo volume del corpo, che viene successivamente rappresentato da strati discreti. Ottenere sezioni trasversali, frontali e sagittali.

TC migliorata: esecuzione di tomografia dopo la somministrazione endovenosa di un mezzo di contrasto idrosolubile al paziente.

Multispirale: utilizzo di rilevatori a più file

Cone-beam: l'emettitore si muove lungo un cono. Il ricevitore si muove simultaneamente con la sorgente. L'esposizione alle radiazioni è inferiore rispetto alla tomografia a spirale e multistrato.

Trasversale: movimento del tubo radiogeno in un cerchio con il paziente al centro. Il risultato sono sezioni trasversali a qualsiasi livello.

Angiografia RCT

RCT tridimensionale

Endoscopia virtuale

Tomografi computerizzati con sincronizzatori cardiaci

Caratteristiche dell'immagine di organi e tessuti

L'immagine TC non presenta ombre o interferenze dovute all'eterogeneità dei tessuti contenuti in altri strati dell'area studiata, ed inoltre non dipende dall'ordine di disposizione dei tessuti con diverse densità di raggi X.

L'immagine ottenuta dalla tomografia computerizzata è una serie di dati digitali sotto forma di distribuzione spaziale dei valori dei coefficienti di attenuazione nei tessuti dello strato in studio, pertanto la valutazione soggettiva (“a occhio”) dell'immagine è integrata da una determinazione diretta della densità del tessuto; tali dati oggettivi possono essere utilizzati per un'analisi approfondita delle immagini.

L'elevata precisione della misurazione consente di distinguere tra tessuti che differiscono leggermente (0,5%) l'uno dall'altro in termini di densità.

Preparazione:

Per esaminare gli organi della testa, del collo, della cavità toracica, delle estremità - non richiesto

Esame dell'aorta, vena cava inferiore, fegato, milza, reni - colazione leggera

Esame della cistifellea - digiuno

Pancreas e fegato: misure per ridurre la flatulenza

Stomaco e intestino - 500 ml di preparato di ioduro idrosolubile al 2,5%.

Quando il giorno prima viene eseguita una radiografia del tratto gastrointestinale con contrasto, il tratto alimentare viene completamente svuotato del RCV.

Indicazioni: molto ampia

Controindicazioni:

disordini mentali

Condizioni di emergenza

Gravidanza, allattamento, bambini piccoli - in casi particolarmente importanti

Sanguinamento, pneumotorace aperto