Зуева Н.М. Ветеринарная клиника "Центр", г. Москва
До эпохи лучевой диагностики медицинский диагноз устанавливался только по внешним проявлениям заболевания. При этом врач опирался на информацию, полученную при помощи органов чувств: зрение (внешние клинические признаки), слух (аускультация, перкуссия), осязание (пальпация) и даже обоняние. Глубины же человеческого тела были недоступны для исследования, за исключением случаев проведения хирургического вмешательства. Эра диагностической визуализации началась на рубеже 19-20 веков с открытием и применением Вильгельмом Конрадом Рентгеном особых лучей для получения изображения внутренних органов. В последствии эти лучи и сам метод были названы именем их открывателя. Таким образом, рентгеновское исследование стало первым методом визуализации внутренних структур организма. Это открытие стало по истине революционным, поскольку позволило не только получить изображение многих внутренних органов, но и сделать это без инвазивного вмешательства.
Со временем стали развиваться методы диагностики с применением других видов волновой энергии, что привело к появлению такой области медицины, как лучевая диагностика, или медицинская визуализация, или диагностическая радиология.
Сегодня диагностическое изображение - это копии пространственных характеристик реальных объектов - анатомических и патологических образований, полученные в результате использования различных видов волновой энергии [4]. При этом изображение объекта кодируется в цвете. В подавляющем большинстве случаев - это черно - белые изображения. Яркостью кодированы те или иные физические или физико-химические параметры тканей. Причем, в зависимости от используемого метода лучевой диагностики, одна и таже структура может кодироваться с разной яркостью. Например, жидкость при рентгеновском исследовании кодируется светлым, а при ультразвуковом исследовании - черным.
На сегодняшний день существует пять методов лучевой диагностики[4]:
Каждый метод имеет свои физические основы, преимущества и недостатки, особенности при отображении плотных или мягких тканей, разные возможности для оценки движения органов и структур, разное пространственное разрешение, обеспечивающее отображение мелких структур.
Знание особенностей и возможностей каждого из методов лучевой диагностики необходимо для правильного выбора тактики обследования животного. Это позволяет сократить время постановки диагноза, получить достоверные результаты обследования и минимизировать вероятность постановки ошибочного диагноза, снизить стоимость обследования животного и в итоге - повысить эффективность проводимой терапии.
Рентгенологическое исследование (РИ).
Рентгенодиагностика основана на применении рентгеновского излучения [4]. При этом рентгеновские лучи проходят через тело пациента, которое представляет собой неоднородную среду. Разные органы поглощают энергию рентгеновских лучей в разной степени, в зависимости от своих свойств: толщины и плотности ткани [2]. Непоглощенные лучи попадают на рентгеновскую пленку. Последняя состоит из нескольких слоев, один из которых состоит из тонко осажденных кристаллов галоидов серебра. После облучения галоиды серебра становятся более чувствительными к химическим изменениям. Эти сенсибилизированные кристаллы создают скрытое изображение. Во время проявки пленки скрытое изображение восстанавливается до черного металлического серебра [3]. В результате получается изображение внутренних органов в зависимости от их способности поглощать энергию рентгеновских лучей.
Процесс получения рентгеновского снимка состоит из нескольких этапов: излучения рентгеновских лучей в виде направленного сфокусированного луча, прохождения этих лучей через ткани организма и частичное поглощение ими, воздействие рентгеновских лучей на рентгеновскую пленку с интенсивностью, обратно пропорциональной степени поглощения энергии тканями (рис.1). Соответственно, ткани, обладающие большей способностью к поглощению рентгеновской энергии, отображаются на рентгеновском снимке более светлым. В частности, костная ткань, жидкость, паренхиматозные органы отображаются как светлые объекты. Воздух, наоборот, практически не поглощает рентгеновские лучи и отображается черным цветом.
Рисунок 1. Получение проекционного рентгеновского изображения. (1 - источник рентгеновских лучей, 2 - распространение рентгеновских лучей через тело животного, 3 - проекция изображения структур исследуемой области, 4 - рентгеновский снимок.)
|
В результате рентгенографии мы получаем статическое изображение органов. При этом изображение является проекционным или суммарным. Т.е. это проекция трехмерного пространства тела на плоскость: в одних и тех же местах рентгенограммы отображаются, накладываясь друг на друга, детали, расположенные на разной глубине тела [4]. Такое изображение не дает представления о пространственном расположении органов (рис.1). Для более точного определения места расположения объекта необходимо проводить рентгенографию в боковой и прямой проекциях (рис.2).
Рисунок 2. Рентгеновское изображение одних и тех же объектов в боковой (а) и прямой (б) проекциях. (1 - источник рентгеновских лучей, 2 -направление распространения рентгеновских лучей через тело животного при выполнении прямой (а) и боковой (б) рентгенограммы, 3 - проекция изображения структур исследуемой области, 4 - рентгеновский снимок.)
|
Кроме того, рентгенографическое изображение является статическим, т.е. это исследование не позволяет оценить движение объектов.
Другим видом РИ является рентгеноскопия, позволяющая проводить исследование в режиме реального времени. Процесс получения изображения отличается тем, что рентгеновские лучи после прохождения через исследуемый объект попадают не на рентгеновскую пленку, а на специальный экран, покрытый флюоресцирующим веществом. Под действием энергии рентгеновских лучей флуоресцирующее вещество начинает светиться пропорционально интенсивности излучения, что отображается на мониторе [2, 4].
Преимуществами рентгенографического исследования являются:
Недостатками рентгенографического исследования являются:
Возможности метода:
Показания к проведению рентгенографического исследования.
Ограничения рентгенографии.
За пределами диагностических возможностей метода лежит выявление заболеваний, сопровождающихся диффузными изменениями мягких тканей: гепатитов, нефритов, миозитов, тендовагини-тов и пр.
Ультразвуковое исследование (УЗИ)
Физические основы метода.
Применение метода основано на использовании ультразвуковых лучей [5]. Они способны проникать через ткани организма, частично отражаясь от внутренних структур. Сигналы от отраженных ультразвуковых волн выводятся на экран в виде изображения в реальном времени. При этом яркость точки соответствует ее способности отражать ультразвук, а расположение точно соответствует топографическому расположению объекта [7].
Процесс получения изображения складывается их 3-х этапов.
Рисунок 3. Получение изображения объектов при ультразвуковом сканировании. (A) Генерация ультразвуковых волн и их прохождение через ткани. 1 - направление распространения ультразвуковых волн, а, б, в-различные структуры организма. Б) Отражение ультразвуковых волн от объектов. 2 - направление распространения отраженных согналов, а - сильно отражающая структура, б - структура со средней отражающей способностью, в-структура, плохо отражающая ультразвук. B) формирование на основе отраженных сигналов изображения объектов (3), а - сильно отражающая структура, кодируется светлым цветом, б - структура со средней отражающей способностью кодируется серым цветом, в - структура плохо отражающая ультразвук, кодируется темным цветом.)
|
В результате врач непосредственно во время исследования получает изображение внутренних органов в виде черно-белого изображения.
Такой режим исследования носит название серошкального картирования или В-режима.
Каждая точка, от которой произошло отражение УЗ луча, будет отображаться на экране монитора. При этом, чем более интенсивное отражение, тем более светлая точка. Поскольку разные ткани обладают разной способностью к отражению УЗ лучей, то и на экране монитора они будут различаться. Например, капсула почки обладает высокой способностью к отражению УЗ лучей, поэтому она кодируется почти белым цветом. Жидкость, напротив, практически не отражает УЗ лучи, поэтому отображается почти черным цветом (Рис. 4).
Рисунок 4. Принцип отображения структур при серошкальном УЗ исследовании. (1 - гиперэхогеная капсула почки кодируется ярко белым цветом, 2 - средней эхогенности кортикальный слой почки кодируется серым цветом, 3- гипоэхогенный модуллярный слой почки кодируется почти черным цветом, 4- анэхогеная жидкость в перикарде кодируется черным цветом.)
|
Более того, при различных заболеваниях способность тканей отражать УЗ лучи меняется, поэтому изображение измененных органов будет отличаться от нормального. Благодаря этому, УЗИ наиболее чувствительный метод для выявления изменений структуры тканей [6,7].
Важным дополнением к обычному УЗИ является допплерография. Этот метод основан на изменении частоты отраженного УЗ луча при движении отражающей структуры [1]. При УЗИ такой движущейся структурой является эритроцит, благодаря чему появляется возможность оценивать кровоток. Частота волны меняется в зависимости от направления и скорости движения крови (рис. 5).
Рисунок 5. Принцип Допплера (А-увеличение частоты УЗ волны при направлении движения кровотока к датчику, кодируется красным цветом. Б - уменьшение частоты УЗ волны при направлении движения кровотока от датчика, кодируется синим цветом(
|
Существуют различные режимы допплерографии, позволяющие оценивать различные критерии кровотока: режима ЦДК и ЭД позволяет оценить васкуляризацию тканей и направление кровотока в сосудах, при этом кровоток кодируется красным или синим цветом различной насыщенности в зависимости от направления и скорости кровотока (независимо от венозной или артериальной крови!) (рис. 6).
Рисунок 6. Режим ЦДК. (А- кровоток, направленный к датчику, кодируется красным цветом, Б - кровоток, направленный от датчика, кодируется синим цветом.)
|
Режим ПВД или ИВД позволяют получить спектр кровотока, позволяющий также определить количественные показатели кровотока (скорость) (рис.7).
Рисунок 7. Режим ИВД. (Позволяет определить скоростные характеристики кровотока. 1 - максимкльная систолическая скорость, 2 - конечная диастолическая скорость.)
|
Допплерография незаменима при кардиологическом обследовании (выявление пороков сердца), оценки кровотока в паренхиматозных органах и новообразованиях.
Преимущества УЗИ
Недостатки УЗИ.
Возможности УЗИ.
Показания к выполнению УЗИ.
Ограничение УЗИ
За пределами диагностических возможностей метода лежат оценка функциональной активности органов (кроме оценки кровотока и ЭХОКГ), исследование костной ткани и структур, заполненных газом (легких, просвета кишечника).
Компьтерная томография (КТ)
Метод основан на использовании рентгеновских лучей. Его преимущество - получение изолированного изображения поперечного слоя тканей [4].
В отличие от обычного РИ при КТ рентгеновская трубка (РТ) совершает многократные движения вокруг тела пациента, генерируя при этом узконаправленный рентгеновские лучи и выполняя сотни снимков. После исследования одного "среза" тело пациента смещается по отношению к РТ и процесс повторяется. Так происходит до тех пор, пока не будет обследована интересующая область (рис. 8).
Рисунок 8. Схема получения изображения одного "среза" тела пациента при КТ. (РТ-рентгеновская трубка, П-пациент, 1,2,3,4 - примеры поочередного положения РТ в процессе исследования.)
|
На основании сотен полученных рентгеновских снимков компьютер моделирует изображение внутренних органов и структур в пределах каждого "среза". В результате получается статическое послойное изображение структур в исследуемой области. КТ еще называют рентгеновская компьютерная аксиальная томография [4]. При этом кодирование объектов темным или светлым цветом такое же, как при обычном РИ [2, 3, 5] (рис. 9).
Рисунок 9. Изображение черепа, полученное при КТ.
Преимущества КТ
Недостатки КТ
Возможности КТ
Показания к проведению КТ
Ограничения КТ
За пределами возможности метода лежит визуализация мелких новообразований и оценка структуры паренхиматозных органов. Ограничение для животных, страдающих заболеваниями, являющихся противопоказаниями к выполнению анестезии.
Магнитно-резонансная томография (МРТ)
МРТ стала внедряться в медицинскую практику на 10 лет позже КТ, примерно в 80-е годы
Принцип метода основан на получении радиоволновых (магнитно-резонансных) сигналов от подвижных атомов водорода, входящих в состав тканей, под воздействием сильного магнитного поля.
Процесс получения изображения заключается в следующем. Тело пациента помещается в сильное магнитное поле и радиочастотным импульсом воздействуют на ткани. В результате этого от ядер подвижных атомов водорода (протонов) получают радиоволновой (магнитно-резонансный) сигнал. На основании этого сигнала формируется изображение объекта [2, 4, 5] (рис.10).
Рисунок 10. Отображение области орбиты и глазного яблока при МРТ. (Стрелкой обозначен утолщенный глазничный нерв.)
|
Преимущества МРТ
Недостатки МРТ
Возможности МРТ
Показания к проведению МРТ
Ограничения МРТ.
Затруднения исследования животных с установленным электронным чипом, наличием различных металлических внутренних конструкций (после остеосинтеза). Ограничение для животных, страдающих заболеваниями, являющихся противопоказаниями к выполнении анестезии. Невозможность использовать у животных с установленным искусственным водителем ритма, а так же при беремености.
Радионуклеидная визуализация.
Метод основан на регистрации ионизирующего излучения, испускаемого нестабильными атомными ядрами - радионуклеидами [4].
Исследование включает несколько этапов (рис. 11).
Рисунок 11. Этапы получения изображения при радионуклеидной визуализации. (А - РПФ, меченные радионуклеидами, 1-введение меченных РПФ в организм пациента, 2 - включение РПФ в специфические реакции и распад радионуклеидов, 3 - излучение гамма-квантов, 4-регистрациягамма-излучения в виде.)
|
Рисунок 12. Двухмерное изображение новообразования печени при сцинтиграфии. (А- исследование с коллоидной серой. Коллоидная сера захватывается купферовскими клетками печени, которые отсутствуют в опухолевом очаге. В результате этого метастатические очаги выглядят как "холодные" (не высвечиваются при сцинтиграфии). Б - исследование с РПФ, накапливающихся в патологических очагах печени, выявляются "горячие" очаги.)
|
Преимущества радионуклеидной визуализации.
Недостатки радионуклеидной визуализации.
Возможности радионуклеидной визуализации.
Показания к проведению радионуклеидной визуализации.
Сравнительные характеристики различных методов лучевой диагностики представлены в таблице 1.
Таблица 1. Сравнительные характеристики различных методов лучевой диагностики
метод | вид волновой энергии | характер изображения | контраст | пространственное разрешение | вредность | |
---|---|---|---|---|---|---|
|
|
| мягкие ткани | кости, легкие |
|
|
РИ | рентгеновское | суммационное статическое или режим реального времени | низкий | высокий | самое высокое | ионизирующее излучение |
УЗИ | УЗ волны | послойное, в любой плоскости, возможность трехмерного изображения, режим реального времени | высокий | недоступны | умеренное | нет |
КТ | рентгеновское | послойное в аксиальной плоскости, возможность трехмерного изображения | высокий | умеренное | ионизирующее излучение | |
МРТ | радиочастотное излучение в сильном магнитном поле | послойное, в любой плоскости, возможность трехмерного изображения | очень высокий для мягких тканей | умеренное | ограничения для животных с чипами, водителями ритма, металлоконструкциями (остеосинтез), беременным |
Список литературы
Сокращения. РИ - рентгенологическое исследование, УЗИ -ультразвуковое исследование, УЗ - ультразвуковой, ЦДК - цветное доплеровское картирование, ЭД - энергетический допплер, ИВД - импульсно-волновой допплер, ПВД - постоянно-волновой допплер, КТ - компьтерная томография, МРТ - магнитно-резонансная томография.
Ключевые слова: рентгенологическое исследование, ультразвуковое исследование, допплерография, компьтерная томография, магнитно-резонансная томография, радионуклеидная визуализация, диагностическая радиология.
Summary.
This article deals with different methods of radiology diagnostics. Their characteristics, limitations, imperfections and advantages. This information is important for selection of right tactic of checkup, for shortening of diagnosis time and minimization of diagnostic mistakes.
Key words: X-ray study, ultrasonography dopplerography, computer tomographic image, magnetic resonance image, radionuclide scanning, scintigraphy, radiology diagnostic.
Сведения об авторе
Зуева Наталья Михайловна, кандидат биологических наук, ветеринарный врач, ветеринарная клинка "Центр", г. Москва, тел. 8-495-62163-76, факс 8-495-621-63-76, моб. тел.8-916-127-15-24.
Ответственный за переписку редакцией Назаренко Евгений Иванович, 127051 г. Москва, Цветной б-р, д.11, стр.1, E-mail: vetcentr@ vetcentr.-ru, тел. 621-63-76
http://vetkuban.com/num3_201010.html