Диагностическая информативность

Неудивительно, что, не располагая достаточными знаниями по всем упомянутым выше вопросам, врачи часто делают неадекватный выбор методов визуализации, назначают исследования, неинформативные в данной клинической ситуации, мечутся от исследования к исследованию, порой нагромождая и дублируя их.

Последствия ошибок этого выбора:

· не достигается главная цель визуализации – правильный диагноз;

· назначение ненужных исследований и их нагромождение затягивают диагностический процесс, отодвигая начало лечения и удлиняя сроки госпитализации;

· все это и особенно неоправданное применение КТ и МРТ удорожают диагностический процесс, излишне загружают соответствующие службы и обременительны для пациентов;

· назначение необязательных для выбора терапии диагностических исследований с применением ионизирующего излучения неоправданно увеличивает лучевую нагрузку.

Перечисленные диагностические изображения объединяет использование различных видов волновой энергии – рентгеновского излучения (рентгенодиагностика и КТ), гамма-излучения (радионуклидная визуализация), ультразвуковых волн (УЗИ), радиоволн в сильном магнитном поле (МРТ). Все они в противоположность видимому свету проникают сквозь ткани тела. В процессе взаимодействия с ними волновая энергия подвергается изменениям и в результате на выходе из тела содержит информацию о состоянии этих тканей, которая преобразуется в изображение (рис. 3).

Исключение представляет радионуклидная визуализация, при которой источник гамма-излучения (радионуклиды) находится внутри тела, а отображается его распределение в тканях тела. При группировке методов визуализации учитывается ряд факторов.

Гамма-лучи и рентгеновское излучение характеризуются очень высокой энергией и потому могут вызвать глубокие физико-химические изменения в тканях вследствие ионизации живого вещества. Это ионизирующее излучение, способное нанести вред не только пациенту и персоналу (соматический эффект), но и, воздействуя на половые клетки, также потомству (генетический эффект). Магнитное поле и радиоволны, используемые в МРТ, как и ультразвук, передают тканям гораздо меньше энергии и почти не оказывают биологического действия, хотя и эти методы нельзя считать абсолютно безвредными.

Реальное пространство, в котором существует тело человека, трех- мерное, и реальные объекты в нем имеют объем (3 измерения: длину, ширину, высоту), тогда как изображение получают на плоскости, т.е. только в двух измерениях. Известно, что невозможно передать трехмерное пространство на плоскости без потери информации. Существуют различные способы представления трехмерного пространства тела в диагностических изображениях. В зависимости от них можно разделить и методы визуализации.

Рентгеновское изображение представляет собой проекцию трехмерного пространства тела на плоскость: в одних и тех же местах рентгенограммы отображаются, накладываясь друг на друга, детали, расположенные на разной глубине тела. Таким образом, оно является проекционным, или суммационным (рис. 4). Для объемных представлений об объекте используются изображения в разных проекциях, например рентгенография органов грудной клетки в прямой и боковой проекциях.

При послойных методах (томографии) – КТ, МРТ и УЗИ – получают изображения отдельных слоев трехмерного пространства тела (см.

рис. 4), параллельных той или иной анатомической плоскости – сагиттальной, фронтальной, аксиальной или промежуточным между ними (косым). Изображаемый слой только приближается к плоскости, сохраняя конечную толщину.

Наконец, все большее место занимает построение трехмерных

(3D-изображений на основе послойных.

Важнейшими условиями хорошего качества изображений при рентгенографии, КТ и МРТ являются:

· неподвижность пациента во время их получения (в задачу лечащего врача входит максимально способствовать этому, назначая обезболивающие и седативные средства больным, которые неспособны лежать неподвижно);

· быстродействие средств визуализации – возможность получить изображения грудной и брюшной полости при задержанном дыхании, а остальные – за возможно более короткое время, чтобы свести к мини- муму влияние пульсации, дрожания и т.д.

Изображения в режиме реального времени: рентгеноскопия и УЗИ – позволяют наблюдать изменения картины в процессе движений (дыхание, пульсация, перистальтика или перемещения самого тела) одновременно с ними или тотчас же после того, как они происходят в действительности.

Если изображения первого типа можно сравнить с фотографией, то режим реального времени подобен телевизионной съемке с прямой трансляцией. Известно, что для воспроизведения движущихся объектов необходимо получать примерно 30 изображений в секунду.

Важная временная характеристика – разрешение по времени – показывает, с какой частотой можно получать изображения для прослеживания динамических процессов (кровотока, сердечных сокращений, пер- фузии, движений в суставах и др.). На самых быстродействующих MP- томографах достигнута частота 10 кадров/с, что приближает МРТ к режиму реального времени.

Основные характеристики диагностических изображений:

а) пространственное разрешение;

б) контраст.

Пространственное разрешение – это минимальные размеры дета-

ли, которую еще можно различить в изображении (термин перенесен из астрономии, где служит для характеристики телескопов: телескоп с более высоким разрешением позволяет различить две звезды, которые в менее совершенном телескопе сливаются в одну). Пространственное разрешение показывает, сколько деталей на протяжении 1 мм можно раздельно различить в изображении данного вида. Чем оно выше, тем
более мелкие детали можно распознать.

Однако эта характеристика предполагает визуализацию не любой

детали данного размера, а только детали с максимальным контрастом: черной на белом фоне или наоборот. Контраст – это разница в яркости детали и фона или между двумя деталями (рис. 5), а за ней стоит разница в физических характеристиках тканей, специфичных для каждого вида диагностических изображений. Соответственно отличается и диагностическая информация, доставляемая каждым методом, следовательно, они могут дополнять друг друга. Тканевой контраст является важнейшей характеристикой диагностических изображений.

Контраст в рентгеновском и КТ-изображении основан на разнице плотности: если между тканями нет достаточной разницы в плотности, то они окажутся неотличимыми, как бы высоко ни было пространственное разрешение. При УЗИ контраст зависит не только от плотности, но

и от эластичности ткани. Например, при стандартном УЗИ, как правило, визуализируется нормальный панкреатический проток, тогда как

при КТ, несмотря на более высокое пространственное разрешение, он становится видимым только при значительном расширении. Это объясняется разным типом контраста при УЗИ и КТ. Особенно высокий тканевой контраст и опять на иной физической основе обеспечивает МРТ.

Естественного тканевого контраста в диагностических изображениях часто недостаточно. Поэтому прибегают к искусственному контрастированию, вводя в организм пациента вещества и среды, которые изменяют физические свойства тканей, определяющие контраст при данном виде изображения (контрастные средства – КС). Так, рентгено контрастные средства изменяют плотность тканей или полостей тела, в которых они накапливаются.

По способу введения КС различают: контрастирование внутриартериальное, внутривенное, внутриполостное, прием КС внутрь.

До появления других видов диагностических изображений рентгенологи отвоевывали для визуализации одну область тела за другой, разрабатывая методики контрастирования буквально всех полостей и пространств тела. Большинство этих методик (пневмоэнцефало и вентрикулография, пневмоперитонеум и ретропневмоперитонеум, пневморен, пневомедиастинография и т.д.) вытеснено УЗИ, КТ и МРТ, и лишь немногие сохранили свое значение. Контрастирование широко применяется также в КТ и МРТ, появились КС и для УЗИ.