Томография (МРТ, КТ, ПЭТ)

Томография

В современной медицинской диагностике томография занимает лидирующие позиции: с её помощью выявляют инсульт и опухоли, заболевания различных органов, травмы и нарушение кровотока. Исследование пользуется заслуженной популярностью у врачей и пациентов за высокую точность данных, быстроту и безболезненность процедуры, доступную цену.

Благодаря такой популярности метода, перед больными не стоит вопрос где сделать томографию – сегодня исследование выполняют все крупные клиники, имеющие передовое оснащение и квалифицированный персонал.

Метод томографии

Метод томографии

История томографии

Точка отсчёта для метода томографии – 1895-й год, когда В.К. Рентген открыл Х-лучи, которые впоследствии назвали его именем. В начале XX столетия во Франции врачом по фамилии Бокаж было запатентовано устройство механического томографического сканера, который делал бы рентгенограмму определенного слоя тела пациента. Впоследствии инженер А.Валлебона (Италия) смог практически реализовать идею Бокажа.

Датой появления магнитно-резонансного метода томографии считается 1973 год – в это время американский химик Пол Лотербур описал способ получения изображения на основе магнитного резонанса. Затем британский учёный Питер Мэндсфил улучшил математический алгоритм визуализации изображения. За разработку методики магнитно-резонансной томографии в медицине Мэндсфил и Лотербур получили Нобелевскую премию.

Помимо этих ученых, к созданию томографов причастны учёные из США (Р. Дамадьян) и из России (В.А.Иванов). Дамадьян одним из первых сформулировал принципы МРТ (магнитно-резонансной томографии) и создал коммерческий аппарат, а Иванов запатентовал способ и прибор, работающие на принципах магнитного резонанса.

В России аппарат для магнитно-резонансной томографии появился в 1991 году в Научном центре психического здоровья РАМН. Его изготовила инновационная НПФ «Аз».

Принцип действия

Принцип работы аппаратов при компьютерной, позитронной и магнитно-резонансной томографии различен. Поэтому разные виды исследований применяются для диагностики разных заболеваний.

При КТ (компьютерной томографии) изображение получают за счёт свойства тканей организма по-разному поглощать рентгеновские лучи. На этом же принципе основана и обычная рентгенография, но при КТ по-другому обрабатывается информация. Во время процедуры компьютерной томографии доза облучения больше, чем при рентгене. Пучок рентгеновских лучей послойно сканирует тело, и неодинаково поглощается тканями, которые имеют разную плотность. Аппарат делает снимки поперечных срезов тела человека, а компьютерное программное обеспечение преобразует данные в трехмерные изображения, на которых врач может увидеть особенности органов и участков тела.

Магнитно-резонансная томография основана на свойствах магнитного поля высокой мощности (магнитно-ядерного резонанса), из-за которого атомы водорода внутри человеческого тела изменяют свое положение. Аппарат излучает электромагнитные импульсы, а ответная реакция организма фиксируется приборами и преобразуется в трёхмерные картинки.

Позитронно-эмиссионная, или двухфотонная позитронная томография – метод ядерной медицины, основанный на регистрации гамма-излучения от столкновения двух частиц. Пациент принимает препарат, содержащий радиоактивное вещество с коротким периодом распада. В организме человека вещество распадается, высвобождая позитроны. Они сталкиваются с электронами атомов, и в результате образуются два фотона, которые двигаются по одной оси в противоположных направлениях. Фотоны улавливаются и регистрируются датчиками томографа, а программное обеспечение позволяет преобразовать эти данные в изображение. Ткани организма, в которых наблюдаются патологические процессы (например, рост злокачественной опухоли) накапливают радионуклидный препарат активнее здоровых, там идет более интенсивный распад частиц на позитроны с последующим превращением их в фотоны. Поэтому на ПЭТ-снимках эти области имеют яркую окраску.

Преимущества метода

Преимущества метода

В диагностике томография занимает особое место: это уникальный способ диагностики, дающий результаты высокой точности. Для всех видов томографических исследований характерны следующие плюсы:

  • Безболезненность, неинвазивность (не повреждаются слизистые и кожа пациента).
  • Возможность диагностирования заболевания на ранней стадии, когда его лечение займет меньше сил и времени.
  • В ряде случаев после процедуры не требуется проведение дополнительных процедур диагностики – иногда достаточно пройти томографию, и необходимость диагностической лапароскопии отпадает.
  • Уменьшение риска осложнений (так, при КТ можно установить факт аппендицита и своевременно провести операцию, не допуская развитие перитонита).

Наряду с общими преимуществами метода, у отдельных видов исследования есть свои плюсы. Так, магнитно-резонансная томография имеет следующие достоинства:

  • Отсутствие лучевой нагрузки.
  • Высокую дифференциацию мягких тканей.
  • При проведении МРТ-ангиографии (то есть исследования сосудов) кровь служит естественным контрастом, и введение контрастного вещества не требуется.
  • Отсутствие артефактов от костных тканей.

Какие плюсы есть у КТ-исследования:

  • Томограф меньше, чем аппарат МРТ реагирует на движения пациента. Поэтому изображение на КТ при шевелении пациента более точное в сравнении с МРТ.
  • На КТ можно одновременно получить изображение всех органов и тканей одного участка тела.
  • КТ можно проводить больным, у которых стоят штифты, пластины, кардиостимуляторы.
  • Изображение можно получать в режиме «здесь и сейчас», что позволяет применять метод для контроля при биопсии.

Позитронно-эмиссионную томографию отличают следующие преимущества:

  • Высокая точность исследования.
  • Одной процедурой охватывается всё тело.
  • ПЭТ позволяет выявить заболевание на самых ранних стадиях (раньше, чем при других видах томографии) за счет иного принципа работы аппарата.

Недостатки томографии

Несмотря на массу неоспоримых достоинств, томография органов и систем человека имеет определенные минусы, которые различаются в зависимости от вида исследования. Так, магнитно-резонансная томография имеет следующие недостатки:

  • Долгое время сканирования (до нескольких минут), в результате чего на снимках появляются артефакты от дыхания – поэтому МРТ не используют для диагностики заболеваний лёгких.
  • Если проводится МРТ сердца, может нарушиться его ритм.
  • Недостаточная точность в выявлении камней (в желчном и мочевом пузыре, почках) и патологий костей.
  • Невозможность обследования больных с крупными металлическими имплантатами, искусственным водителем сердечного ритма (кардиостимулятор).

К минусам компьютерной томографии следует отнести:

  • Высокую лучевую нагрузку и связанные с этим ограничения – невозможность обследования беременных и детей, а также в случае, когда пациент ранее перенес много процедур, связанных с облучением.
  • Недостаточную точность снимков – при КТ хорошо получаются только поперечные срезы тела.

Позитронно-эмиссионная томография, несмотря на то, что является наиболее точным исследованием, также имеет недостатки:

  • Процедура может проводиться только в тех городах, где есть центры ядерной медицины. Это связано с тем, что для изготовления радиологических препаратов нужны изотопы с коротким жизненным циклом (несколько часов), и потому их нельзя хранить. Радиоизотопы можно синтезировать только в центрах ядерной медицины, которые расположены в крупных городах.
  • Второй недостаток, проистекающий из первого – высокая цена исследования, что связано как с большой стоимостью синтеза радиофармпрепаратов, так и с дороговизной томографов. Поэтому стоимость ПЭТ исчисляется десятками тысяч рублей.

Виды томографии

Компьютерная томография (КТ)

Компьютерная томография (КТ) основана на сканировании человеческого тела рентгеновскими лучами и фиксации их поглощения разными органами и тканями. Результатом исследования является получение изображений поперечных срезов тела с определенным шагом. От длины этого шага зависит, что будет видно на снимке – если он составляет 0,4-1 мм, опухоль меньшего размера обнаружить невозможно.

Исследование сопряжено с лучевой нагрузкой, поэтому его нельзя выполнять беременным, а целесообразность проведения томографии детям определяется лечащим врачом. Преимуществом КТ является скорость выполнения – процедура занимает всего несколько минут.

Компьютерная томография хорошо визуализирует скелет и полые органы, а также пространства, заполненные воздухом и жидкостью. Поэтому её применяют для диагностики переломов и травм, сопровождаемых внутренним кровотечением, заболеваний легких и брюшной полости.

Магнитно-резонансная томография (МРТ)

Магнитно-резонансная томография (МРТ)

Магнитно-резонансная, или магнитная томография базируется на принципе магнитно-ядерного резонанса, когда атомы водорода в организме человека изменяют свое положение под воздействием мощного магнитного поля. Аппарат улавливает и регистрирует изменения, а затем строит на их основе трёхмерное изображение.

Исследование практически безвредно для организма, поэтому оно может быть разрешено даже беременным со второго триместра и детям. А вот людям, которые имеют вживленные металлические и электронные конструкции, МРТ противопоказано.

Магнитную томографию используют для исследования мягких тканей, кровеносных сосудов, нарушения мозгового кровообращения, опухолей. Длительность процедуры составляет от 15 минут до 1 часа, она сопровождается выраженным шумом («молоточки»), и всё это время нужно лежать неподвижно, что может вызвать затруднение у больных с болевым синдромом и клаустрофобией.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)

Позитронно-эмиссионная томография – это высокоточный способ диагностики раковых опухолей, заболеваний сердца, нервной системы, болезни Альцгеймера. Она дает возможность выявить злокачественное образование на самой ранней стадии, когда никаких структурных изменений еще нет.

Как работает методика позитронной томографии? С её помощью можно оценить, насколько интенсивен обмен веществ в тканях организма – «неправильные» клетки отличаются высокими показателями химической активности. Они более активно накапливают радиофармпрепарат, который вводится пациенту в ходе процедуры. Визуализация скоплений этих клеток позволяет диагностировать опухоль на ранней стадии, установить, как далеко распространился процесс и возможно ли провести операцию. Такое исследование (томография ПЭТ) необходимо и для контроля эффективности уже проведенного лечения.

Процедура начинается с введения радиофармпрепарата. Предварительно, за несколько дней до исследования, пациенту назначается легкая диета и ограничивается приём алкоголя. Непосредственно перед исследованием запрещён приём пищи, разрешается только пить воду. Сразу после введения препарата на протяжении 50-60 минут, пока вещество будет распределяться в организме и накапливаться нельзя разговаривать и двигаться, иначе результаты исследования могут быть искажены.

После распределения вещества в организме проводится сканирование – сначала компьютерная томография (занимает около 2 минут), затем ПЭТ (около 30 минут). Оба исследования делают на одном аппарате. Иногда для улучшения визуализации сосудов и кишечника во время КТ пациенту дополнительно вводят контрастное вещество. Больного могут попросить остаться в медицинском центре ещё примерно на час, чтобы врачи могли посмотреть качество полученных изображений, и при необходимости провести дополнительное сканирование.

Оптическая томография

Одна из разновидностей компьютерной томографии органов и тканей человека – оптическая (ОТ). Суть её заключается в реконструкции изображения из света, который прошёл и рассеялся через объект. Лучше всего ОТ подходит для мягких тканей, которые способны пропускать свет или полупрозрачны. Так как они хорошо рассеивают и слабо поглощают свет из ближней инфракрасной и красной частей спектра, в методике используют волны этого диапазона. Чтобы различать проходящий и рассеянный свет, в ОТ применяют оптическое время пролёта.

К оптической томографии условно можно отнести оптическую когерентную томографию (ОКТ), которую применяют для обследования слизистых оболочек и верхнего слоя кожи, глазных тканей и зубов человека. Принцип действия в этом случае идентичен УЗИ, только для зондирования тканей используются не акустические волны, а оптическое излучение ближнего ИК-диапазона. Поэтому такое исследование по своей сути ближе к эхозондированию, а не к томографии.

Сегодня ОКТ успешно применяется в офтальмологии и дает возможность более качественно, чем при офтальмоскопии, обследовать сетчатку глаза.

Томография различных органов

Томография головного мозга

Томография головного мозга

В диагностике томография мозга занимает особое место. Это один из немногочисленных способов выявить патологии и заболевания органа, который надежно спрятан в черепной коробке. Обследование позволяет получить данные о состоянии вещества полушарий и мозжечка, крупных сосудов и ликворопроводящих путей, краниовертебрального перехода (участка между основанием черепа и верхнешейным отделом до уровня 3-го позвонка). Томография головного мозга назначается для выявления:

  • Инсультов.
  • Заболеваний сосудов.
  • Опухолей.
  • Воспалительных явлений.
  • Черепно-мозговых травм и связанных с ними кровоизлияний.
  • Нейродегеративных заболеваний.
  • Заболеваний внутреннего уха.

Врач должен направить пациента на исследование, если у него наблюдаются рвота и тошнота неясного происхождения, головокружение и нарушение координации, головные боли, нарушения речи, зрения и слуха, судороги, ухудшение памяти и интеллекта. Также томографию головного мозга проводят для контроля хирургического или консервативного лечения заболеваний.

Для улучшения качества послойных снимков исследование может проводиться с внутривенны