Що таке комп'ютерна томографія?

The комп'ютерна томографія або комп'ютеризована осьова томографія (КТ або КАТ-сканування) - метод візуалізації, за допомогою якого можуть спостерігатися різні внутрішні частини тіла. Вона використовується в основному для виявлення аномалій у структурі організму і діагностики.

Він працює за допомогою комбінації серії рентгенівських знімків, зроблених з різних кутів. Пізніше вони обробляються комп'ютерами для створення поперечних (осьових) зображень тіла.

Рентгенівські промені - це електромагнітне випромінювання, яке проходить через непрозорі тіла до світла, створюючи зображення за ними. Рентгенівські знімки показують внутрішню частину тіла в чорно-білих тонах, оскільки кожен тип тканини поглинає різні кількості випромінювання.

За допомогою комп'ютерної томографії отримано більш детальне зображення внутрішніх структур. Це дозволяє професіоналу охорони здоров'я зазирнути всередину тіла, схоже на яблуко, коли ми його розрізаємо навпіл.

Перші машини TC виконували лише один розріз за один раз, але більшість сучасних сканерів виконують декілька одночасно. Це може варіюватися від 4 до 320 розрізів. Останні машини можуть досягти 640 скорочень.

Ця процедура означала справжню революцію в рентгенодіагностиці з часу відкриття рентгенівських променів, оскільки в різних ділянках тіла можуть спостерігатися м'які тканини, судини і кістки..

Комп'ютерна томографія була розроблена британським інженером Годфрі Хаунсфілдом і американським інженером Алланом Кормаком. За свою роботу вони отримали Нобелівську премію з фізіології та медицини у 1979 році.

Ця методика стала фундаментальним елементом діагностики медичних захворювань. За допомогою неї можна отримати зображення голови, спини, спинного мозку, серця, живота, колін, грудей ....

Майже всі галузі медицини скористалися застосуванням цієї техніки, зумівши відмовитися від інших дратівливих, небезпечних і хворобливих процедур. Перш за все, коли підтверджено, що комп'ютерна томографія забезпечує більш безпечний, простіший і менш дорогий діагноз.

Однією з областей, в яких комп'ютерна томографія має більше впливу, є дослідження нервової системи. Кілька років тому можливість отримання зображень мозку з такою точністю була немислима.

Це дозволило прориву в існуючих знаннях про функціонування мозку.

Як відбувається механізм комп'ютерної томографії?

Перший комп'ютерний томографічний прилад, який працював ефективно і мав клінічне застосування, виконаний Хаунсфілдом в 1967 році. Цей інженер працював у компанії EMI, яка була присвячена виробництву записів і музичних пристроїв..

Хоунсфілд хотів реконструювати радіологічну щільність людського тіла з ряду вимірювань, що надходять від передачі рентгенівського світлового променя.

Він зміг продемонструвати, що це можливо за допомогою помірних доз опромінення. Це дало змогу досягти точності 0,5%, що набагато перевершує звичайні радіологічні процедури.

Перший пристрій був встановлений в лікарні Аткінсона Морлі в 1971 році. Хоча в 1974 році в Джорджтаунському університеті була отримана перша КТЗ повного тіла..

З тих пір вони вдосконалюються і сьогодні існує кілька виробників. Поточні пристрої коштують від 250 000 до 800 000 € приблизно.

Рентгенівські промені проходять через матеріали, а отримані зображення залежать від речовини і фізичного стану матеріалів. Є радіопрозорі тканини, тобто вони пропускають рентгенівські промені і вони виглядають чорними. Хоча радіо-непрозорі речовини, поглинають рентгенівські промені і виглядають білими.

В організмі людини можна спостерігати 4 щільності. Щільність повітря (гіподинамічна) спостерігається чорною. Щільність жиру (ізоденси) спостерігається сірим кольором. Щільність кісткової тканини (гіпердензія) виглядає білою. Щільність води можна побачити сірувато-чорну, хоча при додаванні контрастної речовини вона виглядає білою.

Контрастне речовина є речовиною, яка проковтнута або введена так, що структури, що підлягають обстеженню, краще розглядаються.

Рівні радіоактивності людських тканин вимірюються в масштабах Hounsfield (HU), як данина його творцеві.

Комп'ютерна томографія заснована на розташуванні різних променів рентгенівського випромінювання під різними кутами, які застосовуються до зони, що підлягає спостереженню.

Елементи комп'ютерної томографії

Обладнання, що використовується в комп'ютерній томографії, складається з трьох систем:

Система збору даних

Вони є елементами, які використовуються при дослідженні пацієнта. Він складається з генератора високої напруги, аналогічного тому, що використовується в традиційній радіології. Це дозволяє використовувати рентгенівські трубки, які обертаються на високій швидкості.

Також необхідний стенд, тобто носилка, де розташований пацієнт, і механізми, які його переміщують. Це носилка є важливим, оскільки дозволяє пацієнту бути комфортним і не рухатися.

Матеріал носилки не повинен заважати рентгенівським випромінюванням, тому використовується вуглецеве волокно. Його двигун дуже точний і гладкий, так що він не випромінює вдвічі ту ж саму ділянку.

Іншим елементом є рентгенівська трубка, яка генерує іонізуюче випромінювання, подібно до традиційних рентгенограм. Існують також детектори випромінювання, які перетворюють рентгенівські промені в цифрові сигнали, які комп'ютер може перекласти. Вони розташовані у формі коронки, навколо отвору, де розміщений пацієнт.

Система обробки даних

Вона складається в основному з комп'ютера та елементів, які використовуються для зв'язку з ним (монітор, клавіатура, принтер і т.д.)

Комп'ютер, з зібраних сигналів, виконує математичні обчислення, які зберігаються. Це дозволяє здійснювати його візуалізацію і подальшу модифікацію.

У перших тестах, проведених Хаунсфілдом, пристрої зайняли майже 80 хвилин для відновлення кожного зображення. В даний час, в залежності від формату зображення, комп'ютер вирішує близько 30 000 рівнянь одночасно для реконструкції зображення. Тому потрібне потужне обладнання.

Технологія дозволила розрахуванню виконати реконструкцію зображення, яке було зроблено приблизно за 1 секунду.

Оскільки поточні комп'ютери є цифровими, для роботи з зображенням їх необхідно звести до набору чисел, які містять максимально можливу інформацію. Щоб досягти цього, зображення ділиться на невеликі квадрати, створюючи матрицю.

Кожен квадрат називається "пікселем", а інформація кожного - числове значення. Він містить числа, що представляють його розташування на осі X і на осі Y матриці. Також третя вісь, що вказує на рівень сірого.

Таким чином, можна зменшити існуючу інформацію на зображенні до числа. Чим менше квадратики матриці і чим більше число сірих, тим докладнішою буде надана інформація, і чим більше вона буде схожа на фактичне зображення.

У комп'ютерній томографії найчастіше використовуються матриці 256 x 256, 512 x 512 пікселів. Квадрати, що складають матрицю, численні. Наприклад, у 256 x 256 матриці ми б мали 65536 пікселів.

Система подання та зберігання даних

Дані відображаються на екранах. Деякі команди мають по два, один для технік, який проводить тест, а інший для лікаря, який вивчає або змінює отримане зображення.

Різні механізми також використовуються для запису зображень і архівування їх. Рентгенівські промені можуть бути надруковані подібно до звичайної процедури розробки.

Еволюція

Комп'ютерна томографія вирішує певні проблеми звичайної рентгенографії. Хоча в цьому можна диференціювати 4 рівні щільності на зображеннях (повітря, вода, жир і кальцій), в КТ можна отримати до 2000 щільностей сірого.

У звичайній радіології зображення з трьома осями в просторі отримують на двовимірній плівці. Це передбачає суперпозицію елементів, які були рентгенівські. У КТ отримано набагато більш точне зображення трьох осей, що виключає суперпозицію.

Чим більші розвідувальні заходи здійснюються системою, тим більше даних і тим більше вірні реальності. Проте кількість сканувань обмежена часом, необхідним для їхнього створення, а також опроміненням пацієнта. Оскільки шкідливо приймати його надовго.

Завдяки цьому комп'ютеризовані томографічні системи постійно вдосконалюються, проходять наступні процеси:

Перше покоління

Перше покоління КТ складалося з тонкого і вузького пучка випромінювання з одним детектором. Зачистки були широкими, а розвідка тривала лише 4 хвилини.

Після переміщення трубки детектора була зроблена інша розгортка для покриття всієї області. Ці дані зберігалися на комп'ютері.

Друге покоління

Друге покоління характеризується тим, що існує більша кількість детекторів (30 і більше). Це дозволило перекласти 18 секунд, за допомогою яких ви могли б отримати хороші результати.

Третє покоління

Третя генерація розробила коронку фіксованих детекторів. Він складається з дуги, що перевищує 40 градусів.

Рухи трансляції трубки пригнічуються, і воно тільки обертається. При такому розвитку досягнуто часу 4 секунди.

Сьогодні розроблена спіральна комп'ютерна томографія, в якій відбувається безперервна експозиція через численні детектори. Важкі носилки пацієнта також рухаються з високою точністю.

Це дозволяє за кілька секунд зробити томографічні розрізи всього черепа або грудної клітки. Крім того, передові комп'ютерні системи дозволяють обробляти ці дані майже негайно.

Найбільш сучасні томографи дозволяють генерувати тривимірні зображення з інформації, витягнутої з двомірних томографічних розрізів.

Як це робиться??

Для виконання процедури пацієнт повинен видалити будь-які металеві або інші елементи, які можуть перешкоджати обстеженню, наприклад, окуляри або зубні протези..

Лікар може надати пацієнтові спеціальний барвник, який називається контрастним засобом. Він служить, щоб допомогти внутрішнім структурам більш чітко виявити рентгенівські промені.

Контрастний матеріал виглядає білим на зображеннях, що дозволяє виділити кровоносні судини, тканини або інші структури. Контрастне речовина може поставлятися у вигляді напою або вводитися в руку. Винятково використовуються набряки, які слід вставляти в пряму кишку.

Пацієнт повинен лежати на ношах. Лікарі та техніки знаходяться в сусідній кімнаті, в контрольній кімнаті. У ньому знаходиться комп'ютер і монітори. Пацієнт може спілкуватися з ними через домофон.

Підрамник обережно ковзає всередині сканера, а рентген-апарат обертається навколо пацієнта. Кожне обертання генерує численні зображення розрізів його тіла.

Процедура може тривати від 20 хвилин до 1 години. Дуже важливо, щоб пацієнт був ще повністю таким, щоб рух не вплинуло на дослідження.

Після цього рентгенолог розгляне зображення. Це лікар, що спеціалізується на діагностиці та лікуванні захворювань від методів візуалізації.

Програми

Комп'ютерна томографія має безліч застосувань практично в усіх областях медицини, корисні також і в нейронауках.

Використовується особливо для дослідження шиї, хребта, живота, тазу, рук, ніг і т.д..

Крім того, можна отримати зображення внутрішніх органів тіла, таких як печінка, підшлункова залоза, кишечник, нирки, сечовий міхур, наднирники, легені, серце, мозок і т.д. Він також може аналізувати кровоносні судини і спинний мозок.

Основними застосуваннями комп'ютерної томографії є:

- КТ грудної клітки: Він може виявляти проблеми в легенях, серці, стравоході, аортальній артерії або тканинах центру грудної клітки. Таким чином можна виявити інфекції, рак легенів, легеневу емболію і аневризми.

- CT черевної порожнини: За допомогою цієї процедури можна знайти абсцеси, пухлини, інфекції, збільшені лімфатичні вузли, сторонні предмети, кровотечу, апендицит, дивертикуліт тощо..

- КТ сечовивідних шляхів: Комп'ютерна томографія нирок, сечоводів і сечового міхура називається урографія. За допомогою цієї методики можна знайти камені в нирках, камені сечового міхура або перешкоди в сечовивідних шляхах.

Внутрішньовенна пієлографія (IVP) - це тип комп'ютерної томографії, який використовує контрастне речовина для пошуку перешкод, інфекцій або інших захворювань сечовивідних шляхів..

- КТ печінки: таким чином можна знайти пухлини, крововиливи або інші захворювання в печінці.

- Підшлункова залоза КТ: використовується для виявлення пухлин підшлункової залози або запалення підшлункової залози (панкреатит).

- КТ жовчного міхура і жовчні протоки: може виявитися корисним знайти жовчні камені, хоча ультразвук звичайно використовується.

- Таз ТК: виявляти проблеми в органах, які знаходяться в цій області. У жінок її використовують для дослідження матки, яєчників і маткових труб. Для людини, передміхурової залози і насіннєвого пухирця.

- Рука або нога ТК: Завдяки цьому можна виявити проблеми в плечовому, ліктьовому, ручному, стегновому, колінному, гомілковостопному, стоп. Це може діагностувати м'язові і кісткові розлади як переломи.

- З іншого боку, томографія є найважливішим посібником план операцій або радіотерапії.

- Корисно також керувати ефективність лікування які виконуються.

- Комп'ютерна томографія головного мозку також служить для виявлення кровотеч, травм мозку або переломів у черепі. Використовується для діагностики аневризм, тромбів, інсультів, пухлин, гідроцефалії, а також вад або захворювань черепа..

Ризики

Є дуже мало ризиків, пов'язаних з комп'ютерною томографією. Однак ризик розвитку раку може бути збільшений, оскільки в цій процедурі спостерігається вплив іонізуючого випромінювання вище, ніж у звичайних рентгенограмах.

Цей ризик є дуже низьким, якщо є тільки одна розвідка. Ризик зростає для дітей, особливо якщо це робиться на грудях і животі.

Також можуть виникати алергічні реакції на контрастне речовина; переважно до конкретного компонента, йоду. У будь-якому випадку, більшість реакцій дуже м'які і можуть призвести до висипу або свербіння. Щоб протидіяти цьому, лікар може призначити алергію або стероїдний препарат.

Це сканування не показано вагітним жінкам, оскільки це може завдати шкоди дитині. У цих випадках може бути рекомендований інший тест, такий як ультразвукове чи магнітно-резонансна томографія.

Список літератури

1. Chen, M.Y. M., Pope, T.L., Ott, D.J., Cabeza Martínez, B., Méndez Fernández, R., & Arrazola, J. (2006). Основна радіологія Мадрид та ін.
2. Комп'ютерна томографія (КТ) сканування тіла. (21 серпня 2015 року). Отримано з Webmd: webmd.com.
3. КТ. (25 березня 2015 року). Отримано від клініки Mayo: mayoclinic.org.
4. Davis, L. M. (19 вересня 2016). КТ (CAT Scan, комп'ютеризована осьова томографія). Витягнуто з емісійного здоров'я.
5. Erkonen, W.E., & Smith, W.L. (2010). Радіологія 101: Основи та основи візуалізації (3-е изд.). Філадельфія: Wolters Kluwer / Lippincott Williams & Wilkins.
6. Gil Gayarre, M., Delgado Macías, M.T., Martinez Morillo, M., & Otón Sánchez, C. (2005). Посібник з клінічної радіології (2-е изд.). Мадрид: Elsevier.
7. McKenzie, J. (22 листопада 2016 року). Комп'ютерна томографія (КТ). Отримано з Insideradiology: insideradiology.com.au.
8. Ropper, A.H., Brown, R.H., Adams, R.D. & Victor, M. (2007). Принципи неврології Адамса і Віктора (8-е изд.). Мексика; Мадрид і ін .: МакГроу Хілл.
9. Ross, H. (25 лютого 2016 р.). КТ (комп'ютерна томографія) Сканування. Отримано з Healthline: healthline.com.