Что такое компьютерная томография?

компьютерная томография или компьютерная осевая томография (компьютерная томография или компьютерная томография) - это метод визуализации, с помощью которого можно наблюдать различные внутренние части тела. В основном используется для выявления аномалий в строении организма и постановки диагнозов..

Он работает через комбинацию серии рентгеновских изображений, снятых под разными углами. Позже они обрабатываются компьютерами для создания поперечных (осевых) изображений тела.

Рентгеновское излучение - это электромагнитное излучение, которое проходит сквозь непрозрачные тела на свет, создавая изображения позади них. Рентгеновские снимки показывают внутреннюю часть тела в черно-белых тонах, поскольку каждый тип ткани поглощает различные количества излучения.

С помощью компьютерной томографии получаются более детальные изображения внутренних структур. Это позволяет медицинскому работнику заглянуть внутрь тела, похожего на яблоко, когда мы разрезаем его пополам.

Первые машины TC выполняли только один разрез за раз, но большинство современных сканеров запускают несколько одновременно. Это может варьироваться от 4 до 320 сокращений. Самые последние машины могут достигать 640 сокращений.

Эта процедура привела к настоящей революции в рентгенодиагностике с момента открытия рентгеновских лучей, поскольку мягкие ткани, кровеносные сосуды и кости можно наблюдать в разных областях тела..

Компьютерная томография была разработана британским инженером Годфри Хаунсфилдом и американским инженером Алланом Кормаком. За свою работу они получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1979 году..

Эта техника стала фундаментальной опорой в диагностике медицинских заболеваний. С его помощью вы можете получить изображения головы, спины, спинного мозга, сердца, живота, коленей, груди ... среди других.

Практически все области медицины извлекли выгоду из применения этой техники, сумев отказаться от других раздражающих, опасных и болезненных процедур. Прежде всего, когда подтверждается, что компьютерная томография обеспечивает более безопасную, простую и менее затратную диагностику.

Одна из областей, в которых компьютерная томография имела больше последствий, - исследования нервной системы. Несколько лет назад возможность получения изображений мозга с такой точностью была немыслима.

Это позволило прорыв в существующих знаний о функционировании мозга.

Как устроен механизм компьютерной томографии?

Первое устройство компьютерной томографии, которое работало эффективно и имело клиническое применение, было выполнено Хаунсфилдом в 1967 году. Этот инженер работал в компании EMI, которая занималась производством пластинок и музыкальных устройств..

Хаунсфилд хотел восстановить радиологическую плотность человеческого тела, исходя из ряда измерений, полученных при передаче рентгеновского светового пучка..

Он смог продемонстрировать, что это было возможно при использовании умеренных доз радиации. Это может достичь точности 0,5%, что намного превосходит обычные рентгенологические процедуры..

Первое устройство было установлено в больнице Аткинсона Морли в 1971 году. В то время как в 1974 году в Джорджтаунском университете было получено первое КТ всего тела..

С тех пор они улучшаются, и сегодня есть несколько производителей. Текущие устройства стоят от 250 000 до 800 000 € примерно.

Рентгеновские лучи проходят через материалы, и полученные изображения зависят от вещества и физического состояния материалов. Есть рентгенопрозрачные ткани, то есть они пропускают рентгеновские лучи и выглядят черными. В то время как рентгеноконтрастные вещества поглощают рентгеновские лучи и выглядят белыми.

В организме человека можно наблюдать 4 плотности. Плотность воздуха (гиподенсит) наблюдается черного цвета. Плотность жира (изодензия) наблюдается серая. Плотность кости (гиперденс) выглядит белой. Плотность воды видна серовато-черная, хотя, если добавить контрастное вещество, она выглядит белой.

Контрастное вещество - это вещество, которое проглатывается или впрыскивается, так что исследуемые структуры лучше видны.

Уровни радиоплотности тканей человека измеряются в шкалах единиц Хаунсфилда (HU), как дань уважения его создателю.

Компьютерная томография основана на расположении разных рентгеновских пучков под разными углами, которые применяются к наблюдаемой области.

Элементы компьютерной томографии

Оборудование, используемое в компьютерной томографии, состоит из трех систем:

Система сбора данных

Они являются элементами, которые используются в исследовании пациента. Он состоит из генератора высокого напряжения, аналогичного тому, который используется в традиционной радиологии. Это позволяет использовать рентгеновские трубки, которые вращаются с высокой скоростью.

Стойка также необходима, то есть носилки, на которых находится пациент, и механизмы, которые его перемещают. Этот носилки необходим, потому что он позволяет пациенту чувствовать себя комфортно и не двигаться.

Материал подрамника не должен мешать рентгену, поэтому используется углеродное волокно. Его двигатель очень точный и плавный, поэтому он не излучает в два раза большую площадь.

Другим элементом является рентгеновская трубка, которая генерирует ионизирующее излучение, аналогично традиционной рентгенограмме. Существуют также детекторы излучения, которые преобразуют рентгеновские лучи в цифровые сигналы, которые компьютер может преобразовывать. Они расположены в форме короны вокруг отверстия, в котором находится пациент..

Система обработки данных

Он состоит в основном из компьютера и элементов, используемых для связи с ним (монитор, клавиатура, принтер и т. Д.)

Компьютер на основе собранных сигналов выполняет математические вычисления, которые хранятся. Это позволяет его визуализацию и последующую модификацию.

В первых тестах, проведенных Хаунсфилдом, устройствам потребовалось почти 80 минут для восстановления каждого изображения. В настоящее время, в зависимости от формата изображения, компьютер решает около 30000 уравнений одновременно, чтобы восстановить изображение. Вот почему вам нужно мощное оборудование.

Технология позволила вычислению выполнить реконструкцию изображения примерно за 1 секунду..

Поскольку современные компьютеры являются цифровыми, для работы с изображением его необходимо сократить до набора чисел, которые содержат максимально возможную информацию. Для этого изображение делится на маленькие квадраты, устанавливая матрицу.

Каждый квадрат называется «пикселем», а информация о каждом - числовым значением. Он содержит числа, которые представляют его местоположение на оси X и на оси Y матрицы. Также третьей оси, которая указывает уровень серого.

Таким образом, можно свести существующую информацию об изображении к цифрам. Чем меньше квадраты матрицы и чем больше оттенков серого, тем более детальной будет предоставленная информация и тем больше она будет напоминать фактическое изображение..

В компьютерной томографии наиболее часто используемые матрицы имеют размер 256 x 256 и 512 x 512 пикселей. Квадраты, составляющие матрицу, многочисленны. Например, в матрице 256 x 256 у нас будет 65 536 пикселей.

Система представления и хранения данных

Данные отображаются на экранах. В некоторых командах есть две группы: одна для технического специалиста, который выполняет тест, а другая для доктора, который изучает или модифицирует полученное изображение..

Различные механизмы также используются для записи изображений и их архивирования. Рентгеновские снимки могут быть напечатаны аналогично обычной процедуре разработки.

эволюция

Компьютерная томография решает определенные проблемы обычной рентгенографии. В то время как в этом можно различить 4 уровня плотности на изображениях (воздух, вода, жир и кальций), в КТ можно получить до 2000 плотностей серого.

В традиционной радиологии изображение с тремя осями в пространстве получается на двухмерной пленке. Это подразумевает суперпозицию элементов, которые были подвергнуты рентгеновскому излучению. В КТ получается гораздо более точное изображение трех осей, что исключает наложение.

Чем больше будет проведено исследовательское исследование системы, тем больше данных и тем точнее реальность. Тем не менее, количество сканирований ограничено временем, необходимым для их выполнения, а также облучением пациента. Так как получать его долго вредно.

Благодаря этому системы компьютерной томографии постоянно совершенствуются, проходя через следующие процессы:

Первое поколение

Первое поколение КТ состояло из тонкого и узкого пучка излучения с одним детектором. Размах был широким, и исследование длилось чуть более 4 минут.

После перемещения трубки детектора была сделана еще одна развертка, чтобы покрыть всю область. Эти данные хранились на компьютере.

Второе поколение

Второе поколение характеризуется тем, что имеется большее количество детекторов (30 и более). Это позволило время перевода 18 секунд, с которым вы могли бы получить хорошие результаты.

Третье поколение

Третье поколение разработало корону из фиксированных детекторов. Состоит из дуги более 40 градусов.

Поступательные движения трубки подавлены, и она только вращается. С этим развитием, времена 4 секунд были достигнуты.

В настоящее время разработана спиральная компьютерная томография, в которой непрерывно воздействуют через многочисленные детекторы. Носилки пациента также движутся с высокой точностью.

Это позволяет за несколько секунд сделать томографические разрезы всего черепа или грудной клетки. Кроме того, современные компьютерные системы позволяют обрабатывать эти данные практически сразу.

Самые современные томографы позволяют генерировать трехмерные изображения из информации, извлеченной из двухмерных томографических разрезов..

Как это сделать??

Для выполнения процедуры пациент должен удалить любые металлические или другие элементы, которые могут помешать обследованию, такие как очки или зубные протезы..

Медицинский работник может предоставить пациенту специальный краситель, называемый контрастным веществом. Служит для более четкого обнаружения внутренних структур с помощью рентгеновских лучей..

Контрастный материал на изображениях выглядит белым, что позволяет выделить кровеносные сосуды, ткани или другие структуры. Контрастное вещество может подаваться в форме напитка или вводиться в руку. Исключительно используются отеки, которые должны быть вставлены в прямую кишку.

Пациент должен лечь на носилки. Врачи и техники находятся в соседней комнате, диспетчерской. В нем есть компьютер и мониторы. Пациент может общаться с ними через домофон.

Носилки мягко скользят внутри сканера, и рентгеновский аппарат вращается вокруг пациента. Каждое вращение генерирует многочисленные изображения порезов его тела.

Процедура может длиться от 20 минут до 1 часа. Важно, чтобы пациент был полностью неподвижен, чтобы движение не влияло на исследование..

После этого рентгенолог изучит изображения. Это врач, специализирующийся на диагностике и лечении заболеваний с помощью методов визуализации..

приложений

Компьютерная томография имеет множество применений почти во всех областях медицины, будучи полезной также в нейронауках.

Он используется специально для исследования шеи, позвоночника, живота, таза, рук, ног и т. Д..

Кроме того, могут быть получены изображения внутренних органов организма, таких как печень, поджелудочная железа, кишечник, почки, мочевой пузырь, надпочечники, легкие, сердце, мозг и т. Д. Он также может анализировать кровеносные сосуды и спинной мозг.

Основными приложениями компьютерной томографии являются:

- КТ грудной клетки: Он может обнаружить проблемы в легких, сердце, пищеводе, аортальной артерии или тканях центра грудной клетки. Таким образом, вы можете найти инфекции, рак легких, легочную эмболию и аневризмы.

- КТ брюшной полости: С помощью этой процедуры вы можете обнаружить абсцессы, опухоли, инфекции, увеличенные лимфатические узлы, посторонние предметы, кровотечение, аппендицит, дивертикулит и т. Д..

- КТ мочевыводящих путей: Компьютерная томография почек, мочеточников и мочевого пузыря называется урографией. С помощью этой техники вы можете найти камни в почках, камни в мочевом пузыре или препятствия в мочевых путях.

Внутривенная пиелография (IVP) - это тип компьютерной томографии, в которой используется контрастное вещество для выявления обструкций, инфекций или других заболеваний мочевыводящих путей..

- КТ печени: таким образом, вы можете найти опухоли, кровоизлияния или другие заболевания в печени.

- КТ поджелудочной железы: используется для поиска опухолей в поджелудочной железе или воспаления поджелудочной железы (панкреатит).

- КТ желчного пузыря и желчные протоки: может быть полезно для поиска камней в желчном пузыре, хотя обычно используется ультразвук.

- ТС таза: обнаружить проблемы в органах, которые находятся в этой области. У женщин он используется для исследования матки, яичников и маточных труб. Для мужчины, простаты и семенного пузырька.

- TC рука или нога: При этом вы можете обнаружить проблемы в плече, локте, руке, бедре, колене, лодыжке, ступне. Это может диагностировать мышечные и костные заболевания как переломы.

- С другой стороны, томография является важным руководством для планировать операции или радиотерапия.

- Также полезно контролировать эффективность лечения которые выполняются.

- Компьютерная томография головного мозга также служит для выявления кровотечений, травм головного мозга или переломов черепа. Он используется для диагностики аневризм, сгустков крови, инсультов, опухолей, гидроцефалии, а также пороков развития или заболеваний черепа.

риски

Существует очень мало рисков, связанных с компьютерной томографией. Тем не менее, риск рака может быть увеличен, потому что в этой процедуре воздействие ионизирующего излучения выше, чем в обычных рентгенограммах..

Этот риск очень низок, если есть только одно исследование. Риск увеличивается для детей, особенно если это делается на груди и животе.

Аллергические реакции на контрастное вещество также могут возникнуть; в основном для конкретного компонента, йода. В любом случае, большинство реакций очень мягкие и могут привести к сыпи или зуду. Чтобы противодействовать этому, врач может назначить лекарство от аллергии или стероиды..

Это сканирование не указано для беременных женщин, потому что оно может причинить вред ребенку. В этих случаях может быть рекомендован другой тест, такой как ультразвуковая или магнитно-резонансная томография.

ссылки

1. Чен, М. Я. М., Папа, Т. Л., Отт, Д. Я., Кабеса Мартинес, Б., Мендес Фернандес, Р. & Арразола, J. ​​(2006). Основы радиологии Мадрид и др.: McGraw-Hill Interamericana.
2. Компьютерная томография (КТ) сканирования тела. (21 августа 2015 г.) Получено с Webmd: webmd.com.
3. КТ. (25 марта 2015 г.) Получено из клиники Майо: mayoclinic.org.
4. Дэвис Л. М. (19 сентября 2016 г.). КТ (CAT Scan, компьютерная аксиальная томография). Извлечено из медицинской помощи.
5. Erkonen, W.E. & Smith, W.L. (2010). Радиология 101: Основы и основы исследований изображений (3-е изд.). Филадельфия: Вольтерс Клувер / Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.
6. Gil Gayarre, M., Delgado Macías, M.T., Martinez Morillo, M. & Otón Sánchez, C. (2005). Руководство по клинической радиологии (2-е изд.). Мадрид: Elsevier.
7. Маккензи Дж. (22 ноября 2016 г.). Компьютерная томография (КТ). Получено от инсрадиологии: insideradiology.com.au.
8. Роппер А.Х., Браун Р.Х., Адамс Р.Д. и Виктор М. (2007). Принципы неврологии Адамса и Виктора (8-е изд.). Мексика; Мадрид и др.: Макгроу Хилл.
9. Росс Х. (25 февраля 2016 г.). КТ (компьютерная томография). Получено с Healthline: healthline.com.