Какво представлява компютърната томография?

Компютърна томография или компютърна томография (КТ или КТ) е техника за изобразяване, при която могат да се наблюдават различни вътрешни части на тялото. Използва се главно за откриване на аномалии в структурата на организма и диагностициране.

Той работи чрез комбинация от редица рентгенови снимки, направени от различни ъгли. По-късно те се обработват от компютри за създаване на напречни (аксиални) изображения на тялото.

Рентгеновите лъчи са електромагнитно излъчване, което преминава през непрозрачни тела към светлина, създавайки образи зад тях. Рентгеновите изображения показват интериора на тялото в черно-бели тонове, тъй като всеки вид тъкан абсорбира различни количества радиация.

С компютърната томография се получават по-детайлни изображения на вътрешните структури. Това позволява на здравния специалист да погледне вътре в тялото, като изглежда като ябълка, когато го срязваме наполовина.

Първите машини на ТС са изпълнявали само едно изрязване наведнъж, но повечето съвременни скенери работят няколко едновременно. Това може да варира от 4 до 320 съкращения. Най-новите машини могат да достигнат 640 съкращения.

Тази процедура означава истинска революция в радиодиагностиката след откриването на рентгенови лъчи, тъй като меките тъкани, кръвоносните съдове и костите могат да се наблюдават в различни области на тялото.

Компютърната томография е разработена от британския инженер Годфри Хаунсфийлд и американския инженер Алън Кормак. За работата си през 1979 г. са получили Нобелова награда по физиология и медицина.

Тази техника се превърна в основен стълб в диагностиката на медицинските заболявания. С него можете да получите изображения на главата, гърба, гръбначния мозък, сърцето, корема, коленете, гърдите ... наред с други.

Почти всички области на медицината се възползваха от прилагането на тази техника, успявайки да се откажат от други досадни, опасни и болезнени процедури. Преди всичко, когато се установи, че компютърната томография осигурява по-безопасна, по-проста и по-евтина диагноза.

Една от областите, в които компютърната томография има по-голямо отражение, е в изследванията на нервната система. Преди няколко години възможността за получаване на образи на мозъка с такава точност беше немислима.

Това даде възможност за значителен напредък в съществуващите знания за функционирането на мозъка.

Какъв е механизмът на компютърната томография?

Първото компютъризирано томографско устройство, което работи ефективно и има клинично приложение, е извършено от Hounsfield през 1967 г. Този инженер е работил за компанията EMI, която е била посветена на производството на записи и музикални устройства.

Хоунсфийлд искаше да реконструира радиологичната плътност на човешкото тяло, от редица измервания, идващи от предаването на рентгенов лъч светлина.

Той успя да докаже, че това е възможно при умерени дози радиация. Това може да постигне точност от 0.5%, което е много по-добро от нормалните радиологични процедури.

Първото устройство е инсталирано в болницата на Аткинсън Морли през 1971 г. Докато през 1974 г. в Университета в Джорджтаун е придобита първата КТ на цялото тяло.

Оттогава те се подобряват и днес има няколко производители. Текущите устройства струват приблизително от 250 000 до 800 000 евро.

Рентгените преминават през материалите и получените изображения зависят от веществото и физичното състояние на материалите. Има тънки тъкани, т.е. те оставят рентгеновите лъчи да преминат и изглеждат черни. Докато радио-непрозрачните вещества абсорбират рентгеновите лъчи и изглеждат бели.

В човешкото тяло могат да се наблюдават 4 плътности. Плътността на въздуха (хиподенс) се наблюдава черно. Гъстотата на мазнината (изоденс) се наблюдава сиво. Костната плътност (хипердензия) изглежда бяла. Гъстотата на водата може да се види сиво-черна, въпреки че ако добавите контрастен материал, тя изглежда бяла.

Контрастното вещество е вещество, което се поглъща или инжектира, така че структурите, които трябва да бъдат изследвани, да се видят по-добре.

Радиационните нива на човешките тъкани се измерват в скали на Hounsfield (HU), като почит към неговия създател.

Компютърната томография се основава на подреждането на различни рентгенови лъчи при различни ъгли, които се прилагат към зоната, която трябва да се наблюдава.

Елементи на компютърната томография

Оборудването, използвано в компютърната томография, се състои от три системи:

Система за събиране на данни

Това са елементите, които се използват при изследването на пациента. Състои се от генератор на високо напрежение, подобен на този, използван в традиционната радиология. Това позволява използването на рентгенови тръби, които се въртят с висока скорост.

Също така е необходимо стойка, т.е. носилка, където се намира пациентът, и механизмите, които го движат. Тази носилка е от съществено значение, защото позволява на пациента да бъде удобен и да не се движи.

Материалът на носилката не трябва да пречи на рентгеновите лъчи, затова се използват въглеродни влакна. Неговият двигател е много прецизен и гладък, така че не излъчва два пъти същата площ.

Друг елемент е рентгеновата тръба, която генерира йонизиращо лъчение, подобно на традиционните рентгенови снимки. Има и детектори за радиация, които трансформират рентгеновите лъчи в цифрови сигнали, които компютърът може да преведе. Те са разположени във формата на корона, около дупката, в която е поставен пациентът.

Система за обработка на данни

Състои се основно от компютъра и елементите, използвани за комуникация с него (монитор, клавиатура, принтер и др.)

Компютърът, от събраните сигнали, извършва математически изчисления, които се съхраняват. Това позволява неговата визуализация и последваща модификация.

В първите тестове, проведени от Hounsfield, устройствата отнеха почти 80 минути, за да възстановят всяко изображение. В момента, в зависимост от формата на изображението, компютърът решава около 30 000 уравнения едновременно, за да възстанови изображението. Затова се нуждаете от мощно оборудване.

Технологията е позволила изчислението да извърши реконструкция на изображението е направено за около 1 секунда.

Тъй като настоящите компютри са цифрови, за да работят с изображение, трябва да бъдат сведени до набор от числа, които съдържат максимално възможната информация. За да се постигне това, изображението се разделя на малки квадрати, създаващи матрица.

Всеки квадрат се нарича "пиксел", а информацията за всеки е числова стойност. Той съдържа числа, които представят местоположението му по оста Х и по оста Y на матрицата. Също така на трета ос, която показва нивото на сивото.

По този начин е възможно да се намали съществуващата информация за изображението до числа. Колкото по-малки са квадратите на матрицата и колкото по-голям е броят на сивите, толкова по-подробна ще бъде предоставената информация и колкото повече ще прилича на действителното изображение.

В компютърната томография най-често използваните матрици са 256 х 256 и 512 х 512 пиксела. Квадратите, които съставят матрицата, са многобройни. Например, в 256 x 256 матрица ще имаме 65, 536 пиксела.

Система за представяне и съхранение на данни

Данните се показват на екраните. Някои екипи имат по двама, един за техник, който извършва теста, а друг за лекаря, който изучава или променя полученото изображение.

Използват се и различни механизми за записване на изображенията и архивирането им. Рентгеновите лъчи могат да бъдат отпечатани по начин, подобен на конвенционалната процедура за разработване.

еволюция

Компютърната томография решава някои проблеми на конвенционалната радиография. Въпреки че е възможно да се разграничат 4 нива на плътност в изображенията (въздух, вода, мазнина и калций), до 2 000 плътности на сиви могат да бъдат получени при КТ.

В конвенционалната радиология се получава изображение с три оси в пространството върху двуизмерен филм. Това предполага суперпозиция на елементите, които са рентгенови. В CT се получава много по-прецизно изображение на трите оси, което елиминира суперпозицията.

Колкото по-големи са проучвателните премествания, извършвани от системата, толкова по-големи са данните и са по-верни на реалността. Въпреки това, броят на сканиранията е ограничен от времето, необходимо за тях, както и от излагането на пациента на радиация. Тъй като е вредно да го получавате за дълго време.

Поради всичко това, компютърните томографски системи се подобряват всеки път, преминавайки през следните процеси:

Първо поколение

Първото поколение на КТ се състои от тънък и тесен лъч на излъчване с един детектор. Обхожданията бяха широки и проучването продължи само 4 минути.

След преместването на детекторната тръба беше направено друго почистване, за да покрие цялата зона. Тези данни се съхраняват в компютъра.

Второ поколение

Второто поколение се характеризира с по-голям брой детектори (30 или повече). Това позволи време за превод от 18 секунди, с което можете да получите добри резултати.

Трето поколение

Третото поколение разработи корона от фиксирани детектори. Състои се от дъга с повече от 40 градуса.

Движенията на транслацията на тръбата са потиснати и тя се върти само. С това развитие бяха постигнати времена от 4 секунди.

Днес е разработена винтова компютърна томография, в която има непрекъсната експозиция чрез многобройни детектори. Носачът на пациента също се движи с висока точност.

Това прави възможно за няколко секунди да се правят томографски разфасовки на целия череп или гръден кош. В допълнение, усъвършенстваните компютърни системи позволяват тези данни да бъдат обработвани почти веднага.

Най-модерните томографи позволяват да се генерират триизмерни изображения от информация, извлечена от двумерни томографски резени.

Как се прави?

За да извърши процедурата, пациентът трябва да отстрани всички метални или други елементи, които могат да попречат на изследването, като очила или зъбни протези.

Медицинският специалист може да предостави на пациента специално багрило, наречено контрастно вещество. Той помага да се помогне на вътрешните структури да бъдат по-ясно открити чрез рентгенови лъчи.

Контрастният материал изглежда бял на снимките, което позволява да се подчертаят кръвоносните съдове, тъканите или други структури. Контрастното средство може да бъде доставено под формата на напитка или инжектирано в рамото. По изключение се използват отоци, които трябва да се поставят в ректума.

Пациентът трябва да лежи на носилката. Лекарите и техниците се намират в съседна стая, в контролната зала. В него е компютърът и мониторите. Пациентът може да комуникира с тях чрез интерком.

Носачът се плъзга внимателно в скенера и рентгеновия апарат се върти около пациента. Всяко завъртане генерира многобройни изображения на разфасовки от тялото ви.

Процедурата може да продължи от 20 минути до 1 час. Важно е пациентът да е напълно неподвижен, така че движението да не влияе на изследването.

След това рентгенологът ще прегледа изображенията. Това е лекар, специализиран в диагностиката и лечението на болести от образни техники.

приложения

Компютърната томография има много приложения в почти всички области на медицината, като е полезна и в невронауките.

Специално се използва за изследване на шията, гръбначния стълб, корема, таза, ръцете, краката и др.

Освен това, могат да се получат изображения на вътрешни органи на тялото като черния дроб, панкреаса, червата, бъбреците, пикочния мехур, надбъбречните жлези, белите дробове, сърцето, мозъка и др. Кръвоносните съдове и гръбначния мозък също могат да бъдат анализирани.

Основните приложения на компютърната томография са:

- КТ на гръдния кош: може да открие проблеми в белите дробове, сърцето, хранопровода, аортата или тъканите на центъра на гръдния кош. По този начин можете да откриете инфекции, рак на белия дроб, белодробна емболия и аневризми.

- КТ корем: при тази процедура се откриват абсцеси, тумори, инфекции, увеличени лимфни възли, чужди тела, кървене, апендицит, дивертикулит и др.

- КТ на пикочните пътища: компютърната томография на бъбреците, уретерите и пикочния мехур се нарича урография. С тази техника можете да намерите камъни в бъбреците, камъни в пикочния мехур или препятствия в пикочните пътища.

Интравенозната пиелография (IVP) е вид компютъризирана томография, която използва контрастно средство, за да търси обструкции, инфекции или други заболявания на пикочните пътища.

- КТ на черния дроб: по този начин можете да откриете тумори, кръвоизливи или други заболявания в черния дроб.

- КТ панкреас: използва се за откриване на тумори в панкреаса или възпаление на панкреаса (панкреатит).

- КТ на жлъчния мехур и жлъчните пътища: може да е полезно да се намерят камъни в жлъчката, въпреки че обикновено се използва ултразвук.

- КТ таза: за откриване на проблеми в органите, които са в тази област. При жените се използва за изследване на матката, яйчниците и фалопиевите тръби. За човека, простатата и семенната торбичка.

- TC ръка или крак: с това можете да откриете проблеми в рамото, лакътя, ръката, тазобедрената става, коляното, глезена, стъпалото. Това може да диагностицира мускулни и костни нарушения като фрактури.

- От друга страна, томографията е основно ръководство за планиране на кабинети или радиотерапии.

- Също така е полезно да се контролира ефективността на леченията, които се извършват.

- Компютърната томография в мозъка служи и за откриване на кървене, мозъчни наранявания или фрактури в черепа. Използва се за диагностициране на аневризми, кръвни съсиреци, инсулти, тумори, хидроцефалия, както и малформации или заболявания в черепа.

рискове

Има много малко рискове, свързани с компютърната томография. Въпреки това, рискът от рак може да се увеличи, тъй като при тази процедура има излагане на йонизиращо лъчение по-високо, отколкото в конвенционалните рентгенографи.

Този риск е много нисък, ако има само едно проучване. Рискът за децата се увеличава, особено ако се прави в гърдите и корема.

Могат да се появят алергични реакции към контрастната среда; главно за определен компонент, йод. Във всеки случай, повечето реакции са много леки и могат да доведат до обриви или сърбеж. За да се противодейства на това, лекарят може да предпише лекарство за алергия или стероиди.

Това сканиране не е показано за бременни жени, защото може да причини вреда на бебето. В тези случаи може да се препоръча друг тест, като например ултразвуково или магнитно-резонансно изобразяване.