истем. УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ И РАДИОНУКЛИДНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Цели: 1) интерпретировать принципы получения ультразвукового и радионуклидного изображения и возможности различных ультразвуковых и радионуклидных методов исследования; 2) выявлять и анализировать ультразвуковые и радионуклидные признаки патологии различных органов и систем (ультразвуковую и радионуклидную семиотику). ПЛАН 1. Ультразвуковые методы исследования. 2. Основы ультразвуковой семиотики. 3. Радионуклидные методы исследования. 4. Основы радионуклидной семиотики. Ультразвуковое исследование базируется на использовании звуковых колебаний, частота которых превышает порог чувствительности человеческого уха (20000 КГц). Физической основой использования ультразвука в лучевой диагностике является свойство звуковых колебаний при их прохождении сквозь объект (в нашем случае – сквозь органы и ткани человека) отражаться на границе раздела сред, которые имеют неодинаковую акустическую плотность, причем интенсивность отраженных волн прямо пропорциональна выходной мощности излучения и разнице акустической плотности указанных сред. В зависимости от выбора технологии формирования ультразвуковых колебаний, направленных на объект, и способов анализа амплитудно-частотных, скоростных и фазовых характеристик отраженных волн различают методы ультразвукового исследования, которые позволяют: 1) изучать акустическую структуру объекта (эхография, синоним – «сонография» от английского sound), 2) количественно или качественно оценивать скорость и направление перемещения объекта исследования (допплерография). Обычно в ультразвуковой диагностике применяются колебания низкой мощности (до 25 Вт/см) в частотном диапазоне от 2 до 15 МГц. При прохождении сквозь ткани часть ультразвуковых волн поглощается, преобразуясь в тепло. Поглощение является основным показателем фактора потери энергии ультразвуковых колебаний и увеличивается с возрастанием частоты волн и плотности ткани, которая вместе с эластичностью определяет акустическое сопротивление последней. Часть ультразвуковых колебаний, которая не была поглощена, рассеивается или отражается (при разнице акустического сопротивления на границе раздела сред более, чем 1%). Ультразвуковые волны генерируются специальным датчиком, в котором, благодаря применению прямого и обратного пьезоэлектрического эффекта, происходит преобразование электрической энергии в механическую и наоборот. Подведение электрических потенциалов к пьезокристаллу приводит к его деформации с формированием механических (звуковых) колебаний, а отраженные ультразвуковые волны, возвращаемые к датчику, возбуждают в нем электрические волны, которые несут необходимую информацию. Датчики в большинстве ультразвуковых аппаратов работают в импульсном режиме, по очереди излучают звуковые колебания и улавливают отраженные (эхосигналы). Основной ультразвуковой метод – эхография. При М-режиме (от английского motion) вдоль вертикальной оси в виде точек откладываются расстояния между источником ультразвука и местами формирования эхосигналов, а вдоль горизонтали – время. Метод используется для исследования подвижных объектов, а именно для изучения сердечной деятельности в реальном времени под названием эхокардиография. Эхокардиограмма левого желудочка и митрального клапана из парастернального доступа (М-режим) При эхографии в В-режиме (от английского brightness) интенсивность отраженных ультразвуковых сигналов на экране аппаратов отображается за счет точек, которые увеличивают свою яркость прямо пропорционально интенсивности эхосигналов. Данный режим является базовым и благодаря возможности получения плоскостного акустического изображения объекта в реальном масштабе времени применяется для исследований всех доступных для ультразвука органов и тканей. Структурные особенности объекта определяются за счет гаммы оттенков серой шкалы, количество градаций которой обусловливается показателями динамического диапазона аппарата. Эхограмма почки (В-режим) Новые возможности ультразвукового исследования связаны с разработкой и внедрением в практику допплерографии. Метод позволяет неинвазивным путем изучать процессы циркуляции крови, оценивать ангиоархитектонику органов и тканей, исследовать некоторые процессы уродинамики и т.п. В основе метода положен эффект Допплера, который основан на том, что частота звуковых волн от подвижных источников излучения или источников эхосигналов в неподвижном приемнике этих волн изменяется: возрастает при движении источника ультразвука по направлению к приемнику и уменьшается при движении от него. Сопоставление выходящей частоты с измененной позволяет рассчитать скорость движения объекта. При определении скорости тока крови по сосудам движущимся объектом, отражающим направленные на него ультразвуковые колебания, выступают эритроциты крови. В случае направления кровотока к датчику частота эхосигналов возрастает, при направлении кровотока от датчика – уменьшается. Разница между частотами генерируемых и принятых ультразвуковых волн составляет допплеровский частотный сдвиг (синоним – допплеровская частота), который прямо пропорционально зависит от скорости кровотока и может быть пересчитан в относительную скорость кровотока. Определение количественных параметров кровотока проводится автоматически с регистрацией полученных данных в виде кривой изменений сдвига допплеровских частот во времени (спектральная допплерограмма). Вдоль оси ординат откладывается скорость кровотока, вдоль оси абсцисс – время. Если поток крови направлен к датчику – спектральная кривая расположена над изолинией, если от датчика – под изолинией. Допплерографию выполняют в нескольких режимах: постоянноволновом (CW) и импульсном (PW). Допплерограмма митрального кровотока Сочетание эхографии в В-режиме с импульсной допплерографией реализуется в дуплексном сканировании. Дупплексная сканограмма: вверху на эхограмме в В-режиме визуализируются левый желудочек (LV), левое предсердие (LA), аорта (AO); ниже – допплерограмма митрального кровотока. Следующим шагом в развитии допплерографии стала цветная визуализация кровотока. Одним из представителей этого направления является цветовое допплеровское картирование (Color Doppler). В данном случае определенным цветом кодируются направления потоков крови по отношению к источнику ультразвука, обычно красным цветом – направление потока к датчику, голубым – от него. Эти цвета накладываются на двумерное (в В-режиме) изображение сосудов с действующим кровотоком. Цветовое допплеровское картирование аортального кровотока Анализ результатов эхографии проводится по следующей схеме: 1. Метод исследования. 2. Орган исследования или анатомическая область. 3. Плоскость среза. 4. Вид контрастирования. Путь введения контрастного вещества. 5. Локализация патологического очага (очагов). 6. Характер визуализации патологического очага (очагов) - эхогенность. 7. Количество патологических очагов. 8. Наличие эффекта «дорожки» (акустическая тень или дистальное акустическое усиление); 9. Структура патологического очага. 10. Форма патологического очага (и органа). 11. Размеры патологического очага (и органа). 12. Контуры патологического очага (и органа). При В-режиме ультразвукового исследования (ультразвуковом сканировании) выявляют очаги, отличающиеся по эхогенности от нормальной ткани. Гиперэхогенные очаги выглядят более светлыми. За ними иногда визуализируются темные полосы – дистальные «акустические тени» («анэхогенные дорожки»). Гипоэхогенные очаги выглядят более темными, чем нормальная ткань. Анэхогенный очаг (не отражающий ультразвук) отличается от гипоэхогенного наличием эффекта так называемого «дорсального усиления» - «гиперэхогенной дорожки». Структура выявленного очага может быть однородной или неоднородной, а форма – круглой (овальной), кольцевидной, линейной или неправильной. Контуры очага на УЗ-сканограммах могут быть ровными или неровными. Врач точно определяет размеры патологического очага на экране компьютера с помощью курсора или шкалы по краю экрана. Эхограммы печени. Определяется несколько гиперэхогенных очагов округлой формы с наличием дистальных «акустических теней” Эхограмма печени. В паренхиме печени определяются гипоэхогенные очаги округлой формы с ровными контурами Для контроля качества усвоения изложенного материала выполните следующие задани Радионуклидные методы Радионуклидные методы исследования базируются на регистрации гаммаквантов от радиоизотопа, заранее введенного внутрь пациента в составе радиофармацевтического препарата (РФП). Для каждого конкретного метода используется РФП, который накапливается преимущественно в тех органах или структурах, которые необходимо исследовать. В результате такого исследования получают изображения органа или кривые, отображающие его функцию. Накопление РФП обусловлено, как правило, локальной перфузией или особенностями метаболизма органа. Преимущество радионуклидных методов диагностики заключается в возможности одновременного изучения топографо-анатомических особенностей и определенной функции органа. Радиография – метод оценки функции органа с помощью внешней графической регистрации изменений радиоактивности над ним. В настоящее время этот метод применяется в основном для изучения состояния почек – радиоренография. Два сцинтиграфических детектора регистрируют излучение над правой и левой почками, третий – над сердцем. Проводят качественный и количественный анализ полученных ренограмм. Радиография имеет три отрезка. Первый отображает поступление РФП в кровь (сосудистый отрезок), второй – накопление РФП в органе, третий – выведение препарата. Сцинтиграфия – наиболее часто используемый метод радионуклидной диагностики. Основным компонентом гамма-камеры - аппарата, на котором проводится исследование, является дископодобный сцинтилляционный кристалл йодида натрия большого диаметра (приблизительно 60 см). Этот кристалл является детектором, который улавливает гамма-излучение от РФП. Между кристаллом и пациентом размещается свинцовое устройство – коллиматор. Специальные отверстия в нем направляют гамма-кванты таким образом, что на кристалле получается двумерное отображение распределения РФП в теле пациента в масштабе 1:1. Гаммакванты, попадающие на кристалл, вызывают на последнем вспышки света (сцинтилляции), которые передаются на генерирующий электрические сигналы фотоумножитель. В результате регистрации этих сигналов реконструируется двумерное изображение распределения РФП, которое потом может быть представлено в аналоговом формате на фотопленке или в оцифрованном – на электронном носителе. В большинстве сцинтиграфических исследований РФП в организм пациента вводится внутривенно. Однако радиоактивные вещества могут быть введены и другими способами, например, перорально (при исследовании оперированного желудка больной съедает «завтрак», содержащий РФП) или путем вдыхания (при ингаляционной сцинтиграфии легких исследуемый вдыхает радиоактивный ксенон). При перфузионной сцинтиграфии легких используются меченные 99mТс макроагрегаты альбумина или микросферы, которые задерживаются в мельчайших легочных артериолах. Изображения легких получают в прямых (передней и задней), боковых и косых проекциях. Перфузионная сцинтиграмма легких Для исследования печени применяют гепатобилисцинтиграфию и гепатосцинтиграфию. Первый метод изучает желчеобразующую и желчевыделительную функцию печени и состояние желчевыводящих путей (их проходимость, накопительную и сократительную способность желчного пузыря) и представляет собой динамическое сцинтиграфическое исследование. В его основе лежит способность гепатоцитов поглощать из крови и транспортировать в составе желчи некоторые органические вещества. Гепатосцинтиграфия – статическая сцинтиграфия - позволяет оценить барьерную функцию печени и селезенки, и основана на том, что звездчатые ретикулоциты печени и селезенки, очищая плазму, фагоцитируют частички коллоидного раствора РФП. С целью исследования функции почек используются статическая и динамическая нефросцинтиграфия. Суть метода заключается в получении изображения почек благодаря фиксации в них нефротропных РФП. Гепатосцинтиграмма Нефросцинтиграмма Сцинтиграфию скелета выполняют с помощью РФП, меченных 99mТс, которые участвуют в метаболизме костной ткани. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) базируется на вращении вокруг тела пациента гамма-камеры. Регистрация излучения в разных точках окружности позволяет реконструировать секционное изображение. Метод широко используется в неврологической практике. Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), в отличие от других радионуклидных методов исследования, базируется на использовании радиоизотопов, испускающих не непосредственно гамма-кванты, а позитивно заряженные элементарные частички – позитроны, которые имеют такую же массу, как и электроны. Позитрон, испускаемый радиоизотопом, сразу же взаимодействует с ближайшим электроном (реакция анигиляции). Это приводит к возникновению двух гамма-квантов, которые распространяются в противоположных направлениях. Эти гамма-кванты регистрируются специальными детекторами, информация с которых передается на компьютер и преобразуется в цифровое изображение. ПЭТ позволяет проводить количественную оценку концентрации радионуклидов и таким образом изучать метаболические процессы в тканях. Наибольшее использование метод нашел в онкологической практике. ПЭТ выявляет участки с повышенной активностью обмена веществ. Повышенный обмен веществ присущ, например, злокачественным опухолям. Благодаря этим качествам опухоли становятся видимыми на ПЕТ-сканограммах. Развитие современной лучевой диагностики позволяет совмещать различные методы исследования, в частности - рентгеновскую компьютерную томографию и позитронно-эмиссионную томографию - ПЭТ-КТ. Это даёт возможность одновременно изучать функцию организма на уровне клетки на фоне довольно точной визуализации органов. Позитронная эмиссионная томограмма пациента со злокачественной опухолью языка. Хорошо визуализируются метастазы в лимфатических узлах шеи ПЭТ-КТ Оценка результатов визуализации при радионуклидном исследовании проводится по такой схеме: 1. Метод исследования. 2. Орган исследования. 3. Проекция исследования (плоскость среза для томограмм). 4. Вид радиофармпрепарата. Путь введения радиофармпрепарата. 5. Локализация патологического очага (очагов). 6. Характер визуализации патологического очага – степень накопления РФП. 7. Количество патологических очагов. 8. Структура патологического очага. 9. Форма патологического очага (и органа). 10. Размеры патологического очага (и органа). 11. Контуры патологического очага (и органа). Снижение степени накопление радиофармпрепарата может выявляться в отдельных участках (”холодные” очаги) или диффузно во всем органе. Гепатосцинтиграмма. В паренхиме печени определяется ”холодный” очаг Локальное повышение накопления радиофармпрепарата называют “горячим” очагом. Диффузное повышение накопления радиофармпрепарата часто сочетается с увеличением органа. У одного и того же пациента может наблюдаться снижение и повышение накопления радиофармпрепарата в различных органах. Гепатосцинтиграмма. Печень уменьшена, накопление радиофармпрепарата в ней диффузно снижено. Селезенка увеличена, в ней определяется значительное повышение накопления радиофармпрепарата Структура патологического очага так же, как и при других лучевых исследованиях, может быть однородной или неоднородной, а форма – круглой (овальной) или неправильной. Контуры очага на сцинтиграммах могут быть ровными или неровными, но всегда нечеткими. Для контроля качества усвоения изложенного материала выполните следующие задания. Радионуклидные методы исследования базируются на регистрации гаммаквантов от радиоизотопа, заранее введенного внутрь пациента в составе радиофармацевтического препарата (РФП). Для каждого конкретного метода используется РФП, который накапливается преимущественно в тех органах или структурах, которые необходимо исследовать. В результате такого исследования получают изображения органа или кривые, отображающие его функцию. Накопление РФП обусловлено, как правило, локальной перфузией или особенностями метаболизма органа. Преимущество радионуклидных методов диагностики заключается в возможности одновременного изучения топографо-анатомических особенностей и определенной функции органа. Радиография – метод оценки функции органа с помощью внешней графической регистрации изменений радиоактивности над ним. В настоящее время этот метод применяется в основном для изучения состояния почек – радиоренография. Два сцинтиграфических детектора регистрируют излучение над правой и левой почками, третий – над сердцем. Проводят качественный и количественный анализ полученных ренограмм. Радиография имеет три отрезка. Первый отображает поступление РФП в кровь (сосудистый отрезок), второй – накопление РФП в органе, третий – выведение препарата. Радиоренограмма Сцинтиграфия – наиболее часто используемый метод радионуклидной диагностики. Основным компонентом гамма-камеры - аппарата, на котором проводится исследование, является дископодобный сцинтилляционный кристалл йодида натрия большого диаметра (приблизительно 60 см). Этот кристалл является детектором, который улавливает гамма-излучение от РФП. Между кристаллом и пациентом размещается свинцовое устройство – коллиматор. Специальные отверстия в нем направляют гамма-кванты таким образом, что на кристалле получается двумерное отображение распределения РФП в теле пациента в масштабе 1:1. Гамма-кванты, попадающие на кристалл, вызывают на последнем вспышки света (сцинтилляции), которые передаются на генерирующий электрические сигналы фотоумножитель. В результате регистрации этих сигналов реконструируется двумерное изображение распределения РФП, которое потом может быть представлено в аналоговом формате на фотопленке или в оцифрованном – на электронном носителе. В большинстве сцинтиграфических исследований РФП в организм пациента вводится внутривенно. Однако радиоактивные вещества могут быть введены и другими способами, например, перорально (при исследовании оперированного желудка больной съедает «завтрак», содержащий РФП) или путем вдыхания (при ингаляционной сцинтиграфии легких исследуемый вдыхает радиоактивный ксенон). При перфузионной сцинтиграфии легких используются меченные 99mТс макроагрегаты альбумина или микросферы, которые задерживаются в мельчайших легочных артериолах. Изображения легких получают в прямых (передней и задней), боковых и косых проекциях. Перфузионная сцинтиграмма легких Для исследования печени применяют гепатобилисцинтиграфию и гепатосцинтиграфию. Первый метод изучает желчеобразующую и желчевыделительную функцию печени и состояние желчевыводящих путей (их проходимость, накопительную и сократительную способность желчного пузыря) и представляет собой динамическое сцинтиграфическое исследование. В его основе лежит способность гепатоцитов поглощать из крови и транспортировать в составе желчи некоторые органические вещества. Гепатосцинтиграфия – статическая сцинтиграфия - позволяет оценить барьерную функцию печени и селезенки, и основана на том, что звездчатые ретикулоциты печени и селезенки, очищая плазму, фагоцитируют частички коллоидного раствора РФП. С целью исследования функции почек используются статическая и динамическая нефросцинтиграфия. Суть метода заключается в получении изображения почек благодаря фиксации в них нефротропных РФП. Гепатосцинтиграмма Нефросцинтиграмма Сцинтиграфию скелета выполняют с помощью РФП, меченных 99mТс, которые участвуют в метаболизме костной ткани. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) базируется на вращении вокруг тела пациента гамма-камеры. Регистрация излучения в разных точках окружности позволяет реконструировать секционное изображение. Метод широко используется в неврологической практике. Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), в отличие от других радионуклидных методов исследования, базируется на использовании радиоизотопов, испускающих не непосредственно гамма-кванты, а позитивно заряженные элементарные частички – позитроны, которые имеют такую же массу, как и электроны. Позитрон, испускаемый радиоизотопом, сразу же взаимодействует с ближайшим электроном (реакция анигиляции). Это приводит к возникновению двух гамма-квантов, которые распространяются в противоположных направлениях. Эти гамма-кванты регистрируются специальными детекторами, информация с которых передается на компьютер и преобразуется в цифровое изображение. ПЭТ позволяет проводить количественную оценку концентрации радионуклидов и таким образом изучать метаболические процессы в тканях. Наибольшее использование метод нашел в онкологической практике. ПЭТ выявляет участки с повышенной активностью обмена веществ. Повышенный обмен веществ присущ, например, злокачественным опухолям. Благодаря этим качествам опухоли становятся видимыми на ПЕТ-сканограммах. Развитие современной лучевой диагностики позволяет совмещать различные методы исследования, в частности - рентгеновскую компьютерную томографию и позитронно-эмиссионную томографию - ПЭТ-КТ. Это даёт возможность одновременно изучать функцию организма на уровне клетки на фоне довольно точной визуализации органов. Позитронная эмиссионная томограмма пациента со злокачественной опухолью языка. Хорошо визуализируются метастазы в лимфатических узлах шеи ПЭТ-КТ Для контроля качества усвоения изложенного материала выполните следующие задания.
