Компьютерная томография

Важно всегда следить за своим здоровьем. И вам может понадобиться компьютерная томография, а узнать больше высможете здесь!

Термин «компьютерная томография», или КТ, относится к компьютерной процедуре рентгенографии, при которой узкий пучок рентгеновских лучей направлен на пациента и быстро вращается вокруг тела, создавая сигналы, которые обрабатываются компьютером аппарата для генерировать изображения поперечного сечения - или «кусочки» - тела. Эти срезы называются томографическими изображениями и содержат более подробную информацию, чем обычные рентгеновские снимки. Как только несколько последовательных срезов собраны компьютером, их можно цифровым образом «сложить» вместе, чтобы сформировать трехмерное изображение пациента, которое позволяет легче идентифицировать и определять местонахождение основных структур, а также возможные опухоли или аномалии.

Как работает КТ?
В отличие от обычной рентгенографии, в которой используется фиксированная рентгеновская трубка, в томографе используется моторизованный источник рентгеновского излучения, который вращается вокруг круглого отверстия в форме пончика, называемого гентри. Во время компьютерной томографии пациент лежит на кровати, которая медленно перемещается через гентри, в то время как рентгеновская трубка вращается вокруг пациента, снимая узкие пучки рентгеновских лучей через тело. Вместо пленки в КТ-сканерах используются специальные цифровые детекторы рентгеновского излучения, которые расположены прямо напротив источника рентгеновского излучения. Когда рентгеновские лучи покидают пациента, они регистрируются детекторами и передаются на компьютер.

Это изображение медсестры, просматривающей последовательные компьютерные томограммы головного мозга на рентгеновском ридере.

Каждый раз, когда источник рентгеновского излучения совершает один полный оборот, компьютер КТ использует сложные математические методы для построения среза 2D-изображения пациента. Толщина ткани, представленной на каждом срезе изображения, может варьироваться в зависимости от используемой КТ-машины, но обычно составляет от 1 до 10 миллиметров. Когда полный срез завершен, изображение сохраняется, и моторизованная кровать постепенно продвигается вперед в портальную. Затем процесс сканирования рентгеновских лучей повторяют для получения другого среза изображения. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет собрано нужное количество срезов.

Это изображение двух рентгенологов, просматривающих компьютерную томографию во время сканирования.

Срезы изображения могут быть либо отображены по отдельности, либо собраны вместе компьютером для создания трехмерного изображения пациента, которое показывает скелет, органы и ткани, а также любые отклонения, которые врач пытается идентифицировать. Этот метод имеет много преимуществ, включая возможность вращения трехмерного изображения в пространстве или последовательного просмотра фрагментов, что упрощает поиск точного места, где может быть проблема.

КТ-сканирование можно использовать для выявления заболеваний или травм в различных областях тела. Например, КТ стала полезным инструментом скрининга для выявления возможных опухолей или поражений в брюшной полости. Компьютерная томография сердца может быть назначена при подозрении на различные виды сердечных заболеваний или патологий. КТ также можно использовать для визуализации головы с целью выявления повреждений, опухолей, сгустков, ведущих к инсульту, кровоизлиянию и другим состояниям. Он может визуализировать легкие, чтобы выявить наличие опухолей, тромбоэмболии легочной артерии (сгустков крови), избытка жидкости и других состояний, таких как эмфизема или пневмония. КТ особенно полезна при визуализации сложных переломов костей, сильно эродированных суставов или опухолей костей, поскольку обычно она дает больше деталей, чем это было бы возможно при обычной рентгенографии.

Как и во всех рентгеновских лучах, легко визуализируются плотные структуры внутри тела, такие как кости, в то время как мягкие ткани различаются по своей способности останавливать рентгеновские лучи и, следовательно, могут быть слабыми или плохо различимыми. По этой причине были разработаны внутривенные (IV) контрастные агенты, которые хорошо видны при рентгенографии или КТ и безопасны для использования у пациентов. Контрастные агенты содержат вещества, которые лучше останавливают рентгеновское излучение и, таким образом, более заметны на рентгеновском изображении. Например, для исследования системы кровообращения в кровоток вводят контрастное вещество на основе йода, чтобы помочь осветить кровеносные сосуды. Этот тип теста используется для поиска возможных препятствий в кровеносных сосудах, в том числе в сердце. Пероральные контрастные вещества, такие как соединения на основе бария, используются для визуализации пищеварительной системы, включая пищевод, желудок и желудочно-кишечный тракт.

КТ может диагностировать потенциально опасные для жизни состояния, такие как кровотечение, сгустки крови или рак. Ранняя диагностика этих состояний может потенциально спасти жизнь. Однако при компьютерной томографии используется рентген, и все рентгеновские лучи производят ионизирующее излучение. Ионизирующее излучение потенциально может оказывать биологическое воздействие на живые ткани. Это риск, который увеличивается с увеличением количества воздействий в течение жизни человека. Тем не менее, риск развития рака от облучения, как правило, невелик.

КТ у беременной женщины не представляет риска для ребенка, если область тела, на которой изображается изображение, не брюшная полость или таз. В общем, если требуется визуализация брюшной полости и таза, врачи предпочитают использовать обследования, в которых не используется излучение, например МРТ или УЗИ. Однако, если ни один из них не может обеспечить необходимые ответы, или существует чрезвычайная ситуация или другие временные ограничения, КТ может быть приемлемым альтернативным вариантом визуализации.

У некоторых пациентов контрастные вещества могут вызывать аллергические реакции или, в редких случаях, временную почечную недостаточность. IV контрастные агенты не следует назначать пациентам с нарушениями функции почек, поскольку они могут вызывать дальнейшее снижение функции почек, которое иногда может стать постоянным.  

Дети более чувствительны к ионизирующей радиации и имеют более продолжительную продолжительность жизни и, следовательно, более высокий относительный риск развития рака, чем взрослые. Родители могут спросить технолога или врача, были ли их настройки машины настроены для детей.

Целью этой работы является разработка ресурсов, которые позволят исследовательскому сообществу легко создавать и сравнивать новые подходы к снижению дозы облучения при рутинных КТ-сканированиях без ущерба для точности диагностики. Пока что это повлекло за собой создание библиотеки необработанных данных из компьютерной томографии пациента, которыми исследователи могут манипулировать для проверки новых подходов, и разработку компьютерных методов для оценки новых подходов, чтобы исследователям не приходилось полагаться на радиологов, которые могут быть дорогостоящим и трудоемким. Используя эти активы, исследователи продемонстрировали, что существует значительный потенциал для снижения дозы облучения при КТ-исследованиях живота, которые являются одними из самых высоких доз КТ-исследований в обычном клиническом применении.

Чтобы уменьшить излучение, но при этом получать КТ-изображения хорошего качества, необходимы более сложные методы обработки необработанных данных из КТ-системы. Эти усовершенствованные методы, называемые алгоритмами восстановления изображений, могут потребовать нежелательно длительного времени вычислений, поэтому в настоящее время они могут использоваться только для некоторых пациентов. Цель этого проекта - разработать достаточно быстрые алгоритмы, позволяющие использовать низкодозированные КТ-изображения для каждого пациента.>

На каждом этапе проектирования компьютерных томографов есть возможности вносить изменения, которые снижают дозу облучения. Поскольку эти изменения взаимосвязаны, цель этого проекта состоит в том, чтобы использовать комплексный подход, исследуя такие подходы, как модификация детектора счета фотонов (часть КТ-сканера, который обнаруживает рентгеновские лучи), динамическое освещение рентгеновскими лучами (регулировка количество излучения, используемого на протяжении всего сканирования), и методы восстановления изображения. Они будут проверены с использованием настольной экспериментальной системы. Исследователи полагают, что эти комбинированные стратегии могут привести к снижению дозы облучения на 80% по сравнению с типичными современными системами, а также позволяют получать изображения с более высоким разрешением.