В медицинской практике

Современное развитие характеризуется широким применением компьютеров в аппаратуре для диагностических изображений. С их помощью формируется цифровое изображение: волновая энергия на выходе из тела пациента преобразуется вначале в промежуточный электрический сигнал (значения напряжения и тока), а затем – путем его измерений – в набор чисел, которые пропорциональны интенсивностям этой энергии (оцифровка).

Записанное в цифрах изображение подается в компьютер, где запоминается, подвергается математической обработке, а после этого выводится на экран монитора.

При КТ и МРТ изображение всегда цифровое: оно воссоздается компьютером (реконструкция) из полученного набора данных, в котором содержится в неявном виде, с помощью специальных компьютерных программ на основе математических алгоритмов. Математическая обработка позволяет изменить в желаемом направлении те или иные характеристики изображения, чтобы получить больше диагностической информации.

На основе цифровых технологий создаются трехмерные (3D) изображения. Трехмерный сбор данных от определенного объема тканей позволяет реконструировать изображения двумя способами:

· в виде изображения отдельных слоев с произвольным выбором ориентации и рядом других важных преимуществ при УЗИ, КТ и МРТ;

· с помощью специальных программ трехмерной реконструкции в

виде фот реалистического изображения всего объема (рис. 8), которое можно подвергнуть различным способам компьютерной обработки, включая выделение структур интереса и их представление в различных проекциях.

Трехмерные реконструкции являются основой ряда приложений КТ. Наряду с этим они позволяют хирургам, у которых слабее развиты навыки мысленного перехода от двумерных изображений к трехмерным представлениям, заранее видеть в привычном объемном представлении то, с чем они столкнутся на операции. Иначе говоря, они способствуют планированию операций, обеспечивая обзор анатомии с любой пространственной ориентацией и имитируя различные доступы к очагу поражения.

Цифровые изображения можно сохранить в компьютерной памяти, перенести на запоминающие диски, передать на расстояние, например для консультации. Вследствие очевидных преимуществ цифровых изображений компьютеры внедрены в аппаратуру и для тех методов визуализации, которые не требуют обязательной оцифровки (цифровые рентгенодиагностические аппараты, гамма-камеры и УЗ-сканеры).

Главное достоинство диагностических изображений – визуализация патоморфологических изменений. Однако уже в рентгенодиагностике важная роль отводилась отображению функциональных нарушений, главным образом двигательных, в режиме реального времени или на рентгенограммах, произведенных в различные функциональные фазы. Примеры: аперистальтическая зона стенки желудка при раке, парадоксальные движения купола диафрагмы при парезе диафрагмального нерва, симптом «коромысла» при недостаточности митрального клапана сердца, смещения позвонков в различных функциональных положениях как симптом вертебральной нестабильности и т.д.

УЗИ расширило возможности распознавания двигательных нарушений в режиме реального времени, а допплерография сделала возможной функциональную оценку кровотока как в сосудах, так и внутрисердечного.

Важным функциональным применением диагностических изображений стали исследования перфузии посредством сцинтиграфии или динамического прослеживания степени контрастного усиления органов при КТ и особенно при МРТ.

Возрастает роль визуализации метаболических процессов и их нарушений. Радионуклидная визуализация во многом основана на включении радионуклидов или молекул-носителей в определенные обменные процессы. Особенно большие перспективы открываются с применением позитронно-эмиссионной томографии и магнитно- резонансной спектроскопии, позволяющих определить локальные концентрации различных метаболитов и составить карты их распределения в органах. Такие изображения называют молекулярными.

Часто бывает трудно интерпретировать природу выявленных морфо- логических изменений, тогда как визуализация метаболизма и перфузии или оценка кровотока в патологических очагах и их васкуляризации помогают уточнить ее, повышая специфичность диагностических изображений. В любом диагностическом изображении могут наблюдаться элементы, не отражающие реальный морфологический субстрат, а внесенные в него самой техникой, – артефакты («искусственно сделанные»). Они «портят» изображение и могут имитировать патологические изменения. Опознать их – дело специалиста, но врач-лечебник должен знать о такой возможности.

Уже в обычной рентгенодиагностике нередки случайные находки, не имеющие отношения к заболеванию или вообще клинического значения. Такие находки порой путают врачей. Например, у женщины преклонных лет, которой предстояла операция по поводу катаракты, рентгенолог при профилактическом исследовании обнаружил четко очерченный дефект костной ткани в I ребре, что повлекло за собой ряд диагностических предположений (метастаз рака, миелома, гигантоклеточная опухоль), несмотря на отсутствие клинических проявлений. Выяснение природы этого дефекта затянулось и принесло немало неприятных переживаний пациентке, хотя это был всего лишь врожденный дырчатый дефект ребра – costfenestrata.

Современные методы дают возможность визуализировать практически всю анатомию человеческого тела с ее многочисленными индивидуальными и возрастными особенностями и вариантами. Добавим к этому еще и патологические изменения, которые не имеют существенного клинического значения, не представляя угрозы для пациента и не требуя лечения. С внедрением новых видов диагностических изображений, раздвигающих границы визуализации, число таких случайных находок сильно возросло. Появился даже особый термин (incident – случай), которым обозначают нередко случайно обнаруживаемые при КТ или МРТ образования надпочечников или гипофиз. И об этом тоже не лишне знать врачу-лечебнику.

Оценивая то или иное диагностическое изображение или предъявляя к нему определенные требования, нужно понимать, что его возможности и качество в большой мере зависят от того, какая конкретно аппаратура используется и насколько она оснащена вспомогательными и дополнительными устройствами. Так, непременными условиями рентгенодиагностики раннего рака желудка являются рентгенотелевизионное просвечивание, а значит – оснащение аппарата усилителем рентгеновского изображения и телевизионной системой и мощная рентгеновская трубка с острым фокусом, обеспечивающая короткое время снимка и высокое пространственное разрешение, необходимые для отображения мелких деталей.

Возможности прекрасного рентгенодиагностического аппарата не удастся реализовать при плохих усиливающих экранах или неумелом их использовании. На самом современном ультразвуковом аппарате трудно получить хорошее изображение поверхностных мягких тканей, напри- мер шеи, если нет специальной пластиковой прокладки, устраняющей воздушный зазор между ультразвуковым датчиком и неровной поверхностью кожи. Как раз вспомогательным и дополнительным устройствам и приспособлениям при закупке диагностической аппаратуры часто не уделяется должного внимания, хотя они несравненно дешевле, чем сама аппаратура. А в результате экономия на копейках оборачивается неэффективным использованием дорогостоящего аппарата.

Существуют еще два вопроса, которые являются очень важными при оценке перспектив того или иного вида медицинской визуализации.

Первый – степень эргономичности диагностической визуализации, которая сейчас нередко проводится с некоторым риском или сопровождается рядом неудобств для пациента. Разумеется, какие-то из известных методов визуализации сопровождаются меньшим риском, чем те, которые используют ионизирующее излучение, но в настоящее время нет методов, которые позволили бы отказаться от рентгеновской визуализации. Проблема, которую предстоит решить будущим исследователям – создание метода визуализации, полностью безопасного и более приемлемого для пациента. Второй – анализ полученных изображений. Сейчас, как правило, роль врача в визулиционной диагностике решающая, что делает анализ медицинских изображений частично является искусством. Превратится ли когда-либо медицинская диагностика по изображениям полностью в науку? На первый взгляд, кажется, что это вряд ли возможно вследствие огромного количества вопросов, требующих своего решения, прежде чем изображение может быть проанализировано. Однако прогресс в развитии систем распознавания делает прогноз более оптимистичным. По крайней мере, здесь есть обширное поле деятельности для будущих исследователей.