Виды компьютерной томографии

Для решения основной задачи компьютерной томографии – восстановления внутренней структуры по результатам измерений вне этой структуры, могут быть использованы любые физические поля или частицы с одним лишь ограничением: взаимодействие поля (частицы) со структурой не должно нарушать целостности структуры и (если речь идет о живом организме) не должно влиять на протекание биохимических процессов, обмена, диффузии и других процессов, обеспечивающих жизнедеятельность организма.

В настоящее время для решения основной задачи – определения параметров структуры – применяются следующие виды воздействий на организм:

· рентгеновское излучение (рентгеновские у-кванты); здесь основной измеряемый параметр – интенсивность потока у-квантов в узком пучке на входе в тело пациента и на выходе из него, основная характеристика структуры – распределение плотности по объему;

· радиоактивное излучение: в этом методе радиофармпрепарат (сокращенно РФП) – вещество с малым периодом радиоактивного полураспада – вводится в организм при помощи инъекций или через пищеварительный тракт; установившееся в течение некоторого времени распределение РФП по исследуемому органу является основной характеристикой структуры. Эта характеристика определяется по результатам измерений интенсивности ионизирующего излучения из организма, попутно можно найти (в принципе) распределение коэффициента поглощения у-квантов по объему;

· электромагнитное поле:этот вид используется в КТ в форме эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР эффект). Отметим, что здесь используется направленное, локализованное определенным образом высокочастотное электромагнитное поле, которое влияет на поведение магнитных моментов (спинов) отдельных атомов (в живом организме «раскачиваются», как правило, атомы водорода). После прекращения воздействия возникает реакция в виде затухающего электромагнитного излучения, измеряя амплитуду и скорость затухания которого, можно восстановить внутреннюю структуру объекта. Основным параметром (характеристикой структуры) в этом методе является распределение атомов водорода (или какого-либо другого элемента) по объему тела;

· ультразвуковое излучение:этот метод дает возможность установить распределение локальной скорости звука в материале. С помощью ультразвуковой техники могут решаться и другие задачи, например о распределении скорости тока крови в сосудах.

В медицинской диагностике используются и другие виды воздействий и измерений: воздействие лазерным излучением (оптическая томография), распределенным электрическим током (импедансная томография), потоком видимого света (диафаноскопия), измерение собственного теплового излучения организма (термография), собственных электрических токов (электрокардиография, электроэнцефалография). Основные методы томографии и цели их применения представлены в таблице 1.