Schemat uzyskiwania tomogramów komputerowych

Wąska wiązka promieni rentgenowskich skanuje ciało człowieka w okręgu. Przechodząc przez tkanki, promieniowanie jest osłabiane zgodnie z gęstością i składem atomowym tych tkanek. Po drugiej stronie pacjenta zainstalowany jest okrężny układ czujników rentgenowskich, z których każdy (może być ich kilka tysięcy) zamienia energię promieniowania na sygnały elektryczne. Po wzmocnieniu sygnały te są zamieniane na kod cyfrowy, który jest wysyłany do pamięci komputera. Zarejestrowane sygnały odzwierciedlają stopień osłabienia wiązki promieni rentgenowskich (a co za tym idzie, stopień absorpcji promieniowania) w dowolnym kierunku.

Obracając się wokół pacjenta, emiter promieni rentgenowskich „patrzy” na jego ciało pod różnymi kątami, pod całkowitym kątem 360°. Pod koniec obrotu emitera wszystkie sygnały ze wszystkich czujników są rejestrowane w pamięci komputera. Czas obrotu emitera w nowoczesnych tomografach jest bardzo krótki, wynosi zaledwie 1-3 sekundy, co pozwala na badanie ruchomych obiektów.

Przy użyciu standardowych programów komputer rekonstruuje wewnętrzną strukturę obiektu. W rezultacie uzyskuje się obraz cienkiej warstwy badanego narządu, zazwyczaj rzędu kilku milimetrów, który jest wyświetlany na monitorze, a lekarz przetwarza go w odniesieniu do wykonywanego zadania: może skalować obraz (zwiększać i zmniejszać), wyróżniać obszary zainteresowania (strefy zainteresowania), określać wielkość narządu, liczbę lub charakter formacji patologicznych.

Po drodze wyznacza się gęstość tkanek w poszczególnych obszarach, którą mierzy się w jednostkach konwencjonalnych - jednostkach Hounsfielda (HU). Gęstość wody przyjmuje się za zero. Gęstość kości wynosi +1000 HU, gęstość powietrza wynosi -1000 HU. Wszystkie pozostałe tkanki ciała ludzkiego zajmują pozycję pośrednią (zwykle od 0 do 200-300 HU). Naturalnie, takiego zakresu gęstości nie da się wyświetlić ani na wyświetlaczu, ani na kliszy fotograficznej, dlatego lekarz wybiera ograniczony zakres na skali Hounsfielda - „okno”, którego wymiary zwykle nie przekraczają kilkudziesięciu jednostek Hounsfielda. Parametry okna (szerokość i położenie na całej skali Hounsfielda) są zawsze podawane na tomogramach komputerowych. Po takim przetworzeniu obraz umieszczany jest w pamięci długotrwałej komputera lub zrzucany na nośnik stały - kliszę fotograficzną. Dodajmy, że tomografia komputerowa ujawnia najmniejsze różnice gęstości, rzędu 0,4-0,5%, podczas gdy konwencjonalne obrazowanie rentgenowskie może wykazać gradient gęstości wynoszący zaledwie 15-20%.

Zwykle tomografia komputerowa nie ogranicza się do uzyskania jednej warstwy. Do pewnego rozpoznania zmiany potrzeba kilku warstw, zwykle 5-10, wykonuje się je w odległości 5-10 mm od siebie. Do orientacji w położeniu izolowanych warstw względem ciała człowieka wykonuje się cyfrowy obraz badanego obszaru na tym samym urządzeniu - radiotopografie, na którym wyświetlane są poziomy tomografii izolowane podczas dalszego badania.

Obecnie zaprojektowano tomografy komputerowe, w których próżniowe działa elektronowe emitujące wiązkę szybkich elektronów są używane jako źródło promieniowania penetrującego zamiast emitera promieni rentgenowskich. Zakres zastosowania takich tomografów komputerowych z wiązką elektronów jest obecnie ograniczony głównie do kardiologii.

W ostatnich latach szybko rozwija się tzw. tomografia spiralna, w której emiter porusza się spiralnie względem ciała pacjenta i w ten sposób rejestruje w krótkim czasie, mierzonym w ciągu kilku sekund, pewną objętość ciała, która następnie może być reprezentowana przez oddzielne dyskretne warstwy. Tomografia spiralna zapoczątkowała powstanie nowych, niezwykle obiecujących metod wizualizacji - komputerowej angiografii, trójwymiarowego (wolumetrycznego) obrazowania narządów i wreszcie tzw. wirtualnej endoskopii, która stała się szczytem nowoczesnej wizualizacji medycznej.

Nie jest wymagane specjalne przygotowanie pacjenta do TK głowy, szyi, klatki piersiowej i kończyn. Podczas badania aorty, żyły głównej dolnej, wątroby, śledziony i nerek zaleca się pacjentowi ograniczenie się do lekkiego śniadania. Na badanie pęcherzyka żółciowego pacjent powinien przyjść na czczo. Przed TK trzustki i wątroby konieczne jest podjęcie działań mających na celu zmniejszenie wzdęć. W celu dokładniejszego zróżnicowania żołądka i jelit podczas TK jamy brzusznej kontrastuje się je frakcyjnym doustnym podaniem przez pacjenta przed badaniem około 500 ml 2,5% roztworu jodowego środka kontrastowego rozpuszczalnego w wodzie.

Należy również wziąć pod uwagę, że jeśli pacjent miał badanie rentgenowskie żołądka lub jelit dzień przed tomografią komputerową, nagromadzony w nich bar stworzy artefakty na obrazie. W związku z tym tomografii komputerowej nie należy przepisywać do czasu całkowitego opróżnienia przewodu pokarmowego z tego środka kontrastowego.

Opracowano dodatkową metodę wykonywania TK - wzmocnioną TK. Polega ona na wykonaniu tomografii po dożylnym podaniu pacjentowi środka kontrastowego rozpuszczalnego w wodzie. Technika ta zwiększa absorpcję promieniowania rentgenowskiego dzięki pojawieniu się roztworu kontrastowego w układzie naczyniowym i miąższu narządu. W tym przypadku z jednej strony zwiększa się kontrast obrazu, a z drugiej strony uwypuklają się silnie unaczynione formacje, takie jak guzy naczyniowe, przerzuty niektórych guzów. Naturalnie, na tle wzmocnionego obrazu cienia miąższu narządu lepiej identyfikuje się w nim strefy niskonaczyniowe lub całkowicie beznaczyniowe (torbiele, guzy).

Niektóre modele tomografów komputerowych są wyposażone w synchronizatory serca. Włączają one emiter w ściśle określonych momentach czasu i - w skurczu i rozkurczu. Uzyskane w wyniku takiego badania przekroje poprzeczne serca pozwalają wizualnie ocenić stan serca w skurczu i rozkurczu, obliczyć objętość komór serca i frakcję wyrzutową oraz przeanalizować wskaźniki ogólnej i regionalnej funkcji skurczowej mięśnia sercowego.

Znaczenie CT nie ogranicza się do jego zastosowania w diagnostyce chorób. Pod kontrolą CT wykonuje się nakłucia i biopsje celowane różnych narządów i ognisk patologicznych. CT odgrywa ważną rolę w monitorowaniu skuteczności leczenia zachowawczego i operacyjnego pacjentów. Wreszcie CT jest dokładną metodą określania lokalizacji zmian nowotworowych, która jest wykorzystywana do ukierunkowania źródła promieniowania radioaktywnego na zmianę podczas radioterapii nowotworów złośliwych.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]