Что такое компьютерный томограф

Система компьютерного томографа

Компьютерный томограф – это высокотехнологичное оборудование, используемое для визуализации внутренних органов и систем с задействованием рентгеновского излучения. Аппарат послойно снимает ткани, делая кадры на нескольких уровнях и с разных ракурсов. Главное преимущество методики в том, что рентген-лучи отличаются хорошей проникающей способностью, поэтому свободно пронизывают анатомические структуры. Специальные датчики фиксируют разницу в плотности сканируемой среды, а компьютер обрабатывает данные и выдает врачу готовое изображение исследуемой зоны.

Термин "томография" произошел от двух греческих слов: τομοσ - сечение и γραφοσ - пишу и означает послойное исследование структуры различных объектов. Этимология слова "томография". Из учебных материалов "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики".

КТ-система состоит из гентри, в который интегрированы рентгеновская трубка и детекторы лучевых сигналов, рабочего стола для размещения больного. В процессе скрининга гентри вращается вокруг объекта, а генерируемые установкой лучи пронизывают тело обследуемого и с противоположной стороны улавливаются датчиками фиксирования отраженного лучевого пучка.

Рентгеновская трубка в КТ состоит из стеклянной емкости с интегрированными электродами и электронной пушки. Устройство выполняет вращение вокруг лежащего человека, сканируя пациента с различных точек периметра. Методика помогает воссоздавать трехмерное изображение интересующей области во всех подробностях.

Стол для томографа представляет собой платформу, на которой размещен пациент во время сканирования. Данный элемент КТ-системы или остается неподвижным, или совершает поступательное движение сквозь апертуру гентри. Мобильные столы удобны, когда нужны кадры с разных ракурсов. Конструкция состоит из нескольких сегментов с регулируемым наклоном. Некоторые модификации столов снабжены системой подачи контрастного вещества, используемого для улучшения резкости и четкости изображения в процессе обследования.

Важная часть системы – программное обеспечение аппаратуры, которое из множества полученных кадров складывает единую 3D-модель. Интегрированные в установку преобразователи рентгеновского луча трансформируют собираемые данные в геометрические цифровые сигналы. Затем вычислительный блок рассчитывает параметры лучей и преобразованных импульсов, на основании чего форматируется картинка в оптимальном разрешении.

Современные установки позволяют решать сложные клинические задачи, обеспечивая прецизионную диагностику во всех отраслях медицины: от визуализации внутренних травм и обнаружения новообразований различной этиологии до подробного «осмотра» головного мозга и сопровождения многоэтапных инвазивных вмешательств. Аппараты подходят и для первичной диагностики, и для углубленного сканирования, для плановых или экстренных скринингов.

КТ обеспечивают постановку точного диагноза при исследовании как поверхностно расположенных органов, так и труднодоступных участков.

Разновидности компьютерных томографов

В зависимости от конструкции или технологии сканирования производители предлагают несколько разновидностей компьютерных томографов.

По конструктивным особенностям различают два вида КТ. Аппараты открытого типа, представляющие собой имитацию навеса над столом, предполагают свободный доступ к объекту исследования и применяются для скрининга детей и пожилых людей, пациентов тучного телосложения и больных с боязнью ограниченных пространств.

Конструкция помогает медперсоналу оказывать помощь пострадавшим с травмами и удобна при реализации интервенционных мероприятий с передней или с задней части установки. При необходимости в процедурной комнате могут находиться родственники обследуемого или специалисты, способные провести реанимационные мероприятия. Также опция выбора наклона позволяет подобрать оптимальный угол сканирования в требуемой плоскости с целью защиты радиочувствительных анатомических структур от излучения.

Недостатки такой разновидности оборудования – длительность процесса диагностики и пониженная четкость КТ-картинки.

Для исследования сложных клинических случаев выбирают закрытый тип томографа, который обеспечивает подробное сканирование и предоставляет врачу предельно точное изображение требуемой анатомической структуры. Установка туннельной конфигурации формирует на мониторе четкую картину состояния изучаемой зоны в максимальной детализации.

В обоих случаях обследование проходит безболезненно для пациента, а доза облучения не представляет угрозы здоровью.

Томографы варьируются по величине апертуры или способности устройства захватывать изображение по ходу съемки. Стандартный диаметр функционального модуля – 70 см, в современных модификациях его размер достигает 90 см.

По методике осуществления скрининга различают:

• пошаговый аппарат, который выполняет рентген-съемку одного слоя за однократный оборот гентри, после чего сканирующее кольцо сдвигается на фиксированную величину шага;
• спиральный томограф, контур движения гентри которого проходит по спирали, обеспечивая сбор данных быстрее и с разных позиций;
• мультисрезовая система, также сканирующая по спиралевидной траектории, но по окружности гентри установлено несколько рядов чувствительных детекторов, что делает диагностику корректнее.

Сегодня пошаговые сканирующие устройства практически не используются ввиду малой информативности получаемых изображений и существенной дозовой нагрузки. Спиральные томографы уменьшают объем лучевого воздействия и обеспечивают высокоточные и детальные КТ-кадры.

Спиральные аппараты различаются количеством снимков, выполняемых за оборот гентри. В современной медицинской практике востребованы 16-, 32-, 64- и 128-срезовые модели, которые эффективны для обследования внутренних органов и систем. Чем больше количество выполняемых кадров, тем четче и детализированнее КТ-картинка. Устройства с числом срезов 320 и выше задействуются в научно-исследовательских институтах.

Для чего используется компьютерные томографы

Компьютерная томография — это безвредный, безболезненный и высокоинформативный способ диагностикиширокого диапазона заболеваний головного и спинного мозга, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, абдоминальной области, суставов и мягких тканей, костных структур и позвоночника. Оборудование используется перед проведением неотложных операций. Преимущества рентгеновского излучения в таких случаях существенно перевешивают все потенциальные риски.

Основными показаниями для назначения КТ являются:

• поиск патологических изменений в организме и определение степени их прогрессирования;
• выявление и классифицирование злокачественных и доброкачественных новообразований, онкологических опухолей и метастаз;
• сбор дополнительных сведений, которые нужны для составления схемы лечения и планирования хирургического вмешательства;
• оценка эффективности назначенной терапии и отслеживание динамики заболевания.

Компьютерный томограф с расширенной апертурой незаменим для выявления и контроля прогрессирования опухолевых процессов, когда требуется смена позы пациентом. КТ внутренних анатомических структур помогает оценить их локализацию, форму и текстуру, обнаружить патологические или опухолевые новообразования на ранней стадии, определить степень поражения близкорасположенных тканей. Аппараты способны выявить травмы внутренних органов, аномалии и аневризмы сосудистой системы, постоперационные осложнения, микроскопические патологические очаги.

Для регулировки четкости снимков применяются контрастные вещества. При расширенном исследовании кадры делают до и после ввода препарата. По времени процедура сканирования занимает от 5 до 40 минут. Обследование легко переносится пациентами, не требует особенной подготовки и применяется для больных с металлическими имплантами в организме.

Результаты компьютерной томографии, представленные в формате трехмерных изображений, добавленные к выводам морфологических исследований, способствуют точности постановки диагноза и эффективности лечения заболевания.