Первая часть статьи о компьютерной томографии животных

В последнее десятилетие значительно возросло количество мелких домашних животных в Москве и области в частности, а России в целом, значительно повысился уровень ветеринарного обслуживания. В связи с интенсивным развитием ветеринарии возникла необходимость в приобретении и установке диагностического оборудования, отвечающего последним достижениям науки. В 2008 году Объединение ветеринарии г. Москвы при поддержке правительства Москвы приобрели и установили в Красногвардейской участковой ветеринарной лечебнице г. Москвы мультисрезовый спиральный компьютерный томограф Toshiba Asteion TSX-021B. Особое внимание было уделено подготовке квалифицированного персонала. Были подобраны специалисты с большим стажем работы в ветеринарной хирургии для освоения нового оборудования. Предварительно врачи прошли стажировку по компьютерной томографии в Санкт – Петербурге, Москве и Ганновере (Германия).

С апреля 2008 года впервые в России в Москве начал работу ветеринарный компьютерный томограф.

Фото № 1. Компьютерный томограф TOSHIBA ASTEION TSX-021B (MULTISLICE CT SCAN SYSTEM VOLUME) (2C201-159E*C)

Компьютерный томограф Asteion TSX-021B представляет собой мультисрезовый КТ-сканер с возможностью одновременного сбора данных 4 срезов толщиной от 0,5 до 5 мм и отличающийся высокими эксплуатационными характеристиками со временем полного оборота 0,75 с. При использовании такого мультисрезового сбора данных время исследования значительно сокращается, спиральное сканирование области длиной 72 см с 5 мм срезом можно выполнить всего лишь за 16,5 секунд. Дополнительными преимуществами являются: улучшение пространственного разрешения, повышение эффективности использования рентгеновского излучения, уменьшение дозовой нагрузки и снижение артефактов. Применяемая мультисрезовая технология позволяет просматривать данные в любой проекции без потери качества изображения. Сканирование с толщиной среза 0,5-1 мм применяется для исследований мозгового кровотока, легких, позвоночника, суставов и конечностей. Эта технология позволяет расширить диагностические возможности КТ и существенно улучшить качество мультипланарных (MPR) и 3D (трехмерных) реконструкций, которые не только повышают надежность диагностики, но также помогают в управлении большим количеством данных, полученных с помощью мультисрезового сканера. Высокое качество изображений сочетается с низкой дозой за счет максимально эффективного использования рентгеновского излучения. Детектор рентгеновского излучения дает возможность формирования изображений с минимальной дозой при каждом конкретном исследовании.

Рабочая станция Vitrea

Объединение ветеринарии г. Москвы приобрело дополнительное оборудование для компьютерного томографа – рабочую станцию Vitrea. С сентября 2010 года данная станция введена в эксплуатацию. Рабочая станция Vitrea обеспечивает улучшенную 2D, 3D и 4D визуализацию и анализ при ежедневной плановой работе. Vitrea включает в себя интуитивный графический интерфейс и встроенную автоматизацию клинического процесса, давая пользователю возможность подготовить отчет о пациенте за считанные минуты. Скорость обработки программного обеспечения Vitrea позволяет клиницистам управлять 3D объемом в диалоговом режиме и осуществлять виртуальный просмотр внутри и снаружи анатомических областей интереса в реальном времени, т. е. осуществлять виртуальную трахео — и бронхоскопию, колоноскопию, торакоскопию и мн. другое.

Фото № 2. Пример виртуальной трахео — и бронхоскопии на уровне бифуркации трахеи

История изобретения компьютерных томографов

Первые математические алгоритмы для КТ были разработаны в 1917 году австрийским математиком И. Радоном (см. преобразование Радона). Физической основой метода является экспоненциальный закон ослабления излучения, который справедлив для чисто поглощающих сред. В рентгеновском диапазоне излучения экспоненциальный закон выполняется с высокой степенью точности, поэтому разработанные математические алгоритмы были впервые применены именно для рентгеновской компьютерной томографии.

В 1963 году американский физик А. Кормак повторно (но отличным от Радона способом) решил задачу томографического восстановления. В 1969 году английский инженер-физик Г. Хаунсфилд из фирмы EMI Ltd. сконструировал «ЭМИ-сканер (EMI-scanner)  — первый компьютерный рентгеновский томограф, чьи клинические испытания прошли в 1972 году. В 1979 году Кормак и Хаунсфилд «за разработку компьютерной томографии» были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Поколения компьютерных томографов: от первого до четвёртого

Прогресс КТ томографов напрямую связан с увеличением количества детекторов, то есть с увеличением числа одновременно собираемых проекций.

  • Аппарат 1-го поколения появился в 1973 г. КТ аппараты первого поколения были пошаговыми. Была одна трубка, направленная на один детектор. Сканирование производилось шаг за шагом, делая по одному обороту на слой. Один слой изображения обрабатывался около 4 минут.
  • Во 2-ом поколении КТ аппаратов использовался веерный тип конструкции. На кольце вращения напротив рентгеновской трубки устанавливалось несколько детекторов. Время обработки изображения составило 20 секунд.
  • 3-е поколение компьютерных томографов ввело понятие спиральной компьютерной томографии. Трубка и детекторы за один шаг стола синхронно осуществляли полное вращение по часовой стрелке, что значительно уменьшило время исследования. Увеличилось и количество детекторов. Время обработки и реконструкций заметно уменьшилось.
  • 4-ое поколение имеет 1088 люминесцентных датчика, расположенных по всему кольцу Гентри. Вращается лишь рентгеновская трубка. Благодаря этому методу время вращения сократилось до 0,7 секунд. Но существенного отличия в качестве изображений с КТ аппаратами 3-го поколения не имеет.

Что же такое компьютерная томография?

Томография (от греч ”tomos” — отрезок + “grapho” — писать) — это получение рентгеновского изображения слоя исследуемого объекта, лежащего на определенной глубине. Она способствует распознаванию заболеваний практически всех органов и систем животного, при этом разрешающая способность метода поражает воображение: любые объекты, чей размер больше микроскопического могут быть детально воспроизведены на персональном компьютере.

Современный компьютерный томограф представляет собой сложный программно-технический комплекс. Механические узлы и детали выполнены с высочайшей точностью. Для регистрации прошедшего через среду рентгеновского излучения используются сверхчувствительные детекторы, конструкция и материалы, применяемые при изготовлении которых постоянно совершенствуются. При изготовлении КТ томографов предъявляются самые жесткие требования к рентгеновским излучателям. Неотъемлемой частью аппарата является обширный пакет программного обеспечения, позволяющий проводить весь спектр компьютерно-томографических исследований (КТ-исследований) с оптимальными параметрами, проводить последующую обработку и анализ КТ-изображений. Как правило, стандартный пакет программного обеспечения может быть значительно расширен с помощью узкоспециализированных программ, учитывающих особенности сферы применения каждого конкретного аппарата.

С математической точки зрения построение изображения сводится к решению системы линейных уравнений. Так, например, для получения томограммы размером 200×200 пикселей система включает 40000 уравнений. Для решения подобных систем разработаны специализированные методы, ориентированные на параллельные вычисления.

Вредна ли компьютерная томография?

Так как метод основан на использовании рентгеновских лучей, то понятно, что при исследовании пациент получает определенную дозу излучения. Но эта доза невелика, не больше, чем при рентгенографии небольших участков, например зубов или кисти.

В каких случаях проводят компьютерную томографию?

Компьютерную томографию проводят тогда, когда другие методы диагностики не позволяют выяснить локализацию и распространение патологического процесса.

Спиральная компьютерная томография

Спиральная КТ используется в клинической практике с 1988 года, когда компания Siemens Medical Solutions представила первый спиральный компьютерный томограф. Спиральное сканирование заключается в одновременном выполнении двух действий: непрерывного вращения источника — рентгеновской трубки, генерирующей излучение, вокруг тела пациента, и непрерывного поступательного движения стола с пациентом вдоль продольной оси сканирования «z» через апертуру Гентри. В этом случае траектория движения рентгеновской трубки, относительно оси «z» — направления движения стола с телом пациента, принимает форму спирали.

В отличие от последовательной КТ, скорость движения стола с телом пациента может принимать произвольные значения, определяемые целями исследования. Чем выше скорость движения стола, тем больше протяженность области сканирования. Важно то, что длина пути стола за один оборот рентгеновской трубки может быть в 1,5-2 раза больше толщины томографического слоя без ухудшения пространственного разрешения изображения.

Технология спирального сканирования позволила значительно сократить время, затрачиваемое на КТ-исследование и существенно уменьшить лучевую нагрузку на пациента.

Многослойная компьютерная томография (МСКТ)

Многослойная («мультиспиральная», «мультисрезовая» компьютерная томография — МСКТ) была впервые представлена компанией Elscint Co. в 1992 году. Принципиальное отличие МСКТ томографов от спиральных томографов предыдущих поколений в том, что по окружности гентри расположены не один, а два и более ряда детекторов. Для того, чтобы рентгеновское излучение могло одновременно приниматься детекторами, расположенными на разных рядах, была разработана новая — объёмная геометрическая форма пучка. В 1992 году появились первые двухсрезовые (двухспиральные) МСКТ томографы с двумя рядами детекторов, а в 1998 году — четырёхсрезовые (четырёхспиральные), с четырьмя рядами детекторов соответственно. Кроме вышеотмеченных особенностей, было увеличено количество оборотов рентгеновской трубки с одного до двух в секунду. Таким образом, четырёхспиральные МСКТ томографы пятого поколения на сегодняшний день в восемь раз быстрее, чем обычные спиральные КТ томографы четвертого поколения. В 2004—2005 годах были представлены 32-, 64- и 128-срезовые МСКТ томографы, в том числе — с двумя рентгеновскими трубками. Сегодня же имеются 320-срезовые компьютерные томографы. Эти томографы, впервые представленные в 2007 году компанией Toshiba, являются новым витком эволюции рентгеновской компьютерной томографии. Они позволяют не только получать изображения, но и дают возможность наблюдать «в реальном времени» физиологические процессы, происходящие в головном мозге и в сердце. Особенностью подобной системы является возможность сканирования целого органа (сердце, суставы, головной мозг и т.д.) за один оборот лучевой трубки, что значительно сокращает время обследования, а также возможность сканировать сердце даже у пациентов, страдающих аритмиями.

Отличие от рентгенографии

Казалось бы, отличие от обычной рентгенографии не такое уж большое — ведь и простой рентгеновский снимок можно обработать на компьютере. Но на самом деле это не так. На рентгеновском снимке мы видим лишь накладывающиеся друг на друга «тени» всех органов, через которые прошел рентгеновский луч. А компьютерный томограф позволяет получить четкое изображение определенного среза тела. Сделав же «фотографии» нескольких таких срезов с шагом, скажем, в 1 миллиметр, мы получим очень качественное объемное трехмерное изображение, которое позволяет увидеть в подробностях топографию органов пациента, локализацию, протяженность и характер очагов заболеваний, их взаимосвязь с окружающими тканями. Кроме того, чувствительность компьютерных томографов в 20-100 раз выше, чем обычных рентгеновских аппаратов. На рентгеновском снимке можно достаточно четко различить ткани, отличающиеся по степени поглощения X-лучей на 10-20%, а у современных компьютерных томографов этот показатель составляет 0,5%. В целом, объем информации, содержащейся в компьютерной томограмме, примерно в 1000 раз больше, чем в рентгенограмме.

Фото № 3. Цифровой рентгеновский снимок головы и шеи йоркширского терьера в боковой проекции в состоянии экстензии шеи
Фото № 4. Череп собаки породы йоркширский терьер. Гипоплазия костей черепа, окципитальная импрессия, диспластическо-травматическая дорсальная дислокация эпистрофея на фоне несрастания зубовидного отростка с телом аксиса и его частичной ассимиляции (слияния) с вентральной дужкой атланта, другая часть визуализируется краниовентрально (зубовидная кость). Тяжелейшие цереброспинальные нарушения, постепенно прогрессирующие и приведшие к состоянию комы и последующей гибели животного
Фото № 5. 3D реконструкция в среднесагиттальной плоскости черепа йоркширского терьера. Отчетливо виден отрывной перелом чешуи затылочной кости

Заболевания каких органов можно диагностировать на компьютерном томографе?

Компьютерная томография может применяться для диагностики очень широкого спектра заболеваний. С помощью КТ возможна оценка состояния пищеварительного тракта, дыхательной системы, головного мозга, опорно-двигательного аппарата и др. Часто КТ используют для уточнения патологий, выявленных другими методами. Это дает возможность диагностировать болезни на ранних стадиях, например, обнаружить опухоль пока она еще небольших размеров и поддается хирургическому лечению. Приводим несколько примеров.

Собака породы чихуахуа в возрасте 8 лет поступила в клинику с тяжелейшими неврологическими симптомами: дискоординация, ступор, эпилептические приступы в течение последних двух месяцев, переходящие в эпистатус в течение последних трех суток.

Фото № 6. На данной томограмме, полученной при мультипланарной реконструкции (МПР) в аксиальной проекции вы видите расширение боковых желудочков головного мозга (желудочковая гидроцефалия 4 степени) с наличием менингоэнцефаловентрикулоцеле через дефект височной кости слева. В марте 2010 года это животное было экстренно прооперировано. Операция прошла успешно. Животное чувствует себя нормально.
Фото № 6a. Эта же собака, МПР в среднесагиттальной проекции – расширение третьего, четвертого желудочков головного мозга, образование парамозжечковой (порэнцефалической) кисты. Одной из основных причин развития гидроцефалии у данного животного является аномалия КВЗ (краниовертебральной зоны), что привело к смещению мозговых структур и, как следствие, нарушению оттока ликвора из желудочковой системы. Отсюда – расширение желудочков, повышение внутричерепного давления, ишемия и компрессия вещества мозга, приводящие к энцефаломаляции. Все это привело к эпистатусу.
Оцените статью
Поделиться с друзьями
Ветеринарная клиника Борзенко Е.В.
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.