Эра томографии

Что такое томография?

Томография (от греч. tomos – «слой» и grapho – «пишу») стремительно ворвалась в медицину в начале 70-х годов прошлого века. Ее появление стало последовательным этапом в развитии лучевой диагностики. Имея в своем арсенале рентген, врачи не могли в полной мере исследовать мягкие ткани в организме человека, увидеть в действии его внутренние органы, изучить работу мозга. С помощью томографии это стало возможно. Многократно просвечивая ткани и другие структуры в различных пересекающихся направлениях, медики получают их послойные изображения. В зависимости от типа излучения, которое для этого используется, различают рентгеновскую, магнитно-резонансную и радионуклидную томографию.

Рентген плюс компьютер

Рентгеновская томография, которую также называют классической или просто компьютерной, – наиболее распространенный и хорошо изученный метод послойного исследования тканей и систем человеческого организма. Он был открыт в 1972 году, причем, как это часто бывает в науке, одновременно двумя учеными независимо друг от друга: американским физиком Аланом Кормаком и английским инженером Годфреем Хаунсфилдом.

Принцип действия томографа основан на том, что разные ткани организма неодинаково поглощают проникающие излучение. При сканировании на этом аппарате вокруг пациента вращается рентгеновская трубка, которая «просвечивает» тело. Напротив нее расположены датчики, считывающие информацию в определенных срезах. В результате на экран компьютера выводятся изображения, где яркость каждой точки соответствует способности ткани поглощать излучение. Из множества таких «картинок» в дальнейшем конструируется цельное объемное изображение.

Метод компьютерной томографии (КТ) постоянно совершенствуется. Первому компьютерному томографу, созданному Хаунсфилдом, требовалось несколько часов для получения данных с одного-единственного среза и, соответственно, несколько дней для воссоздания полного изображения. А в современных аппаратах сканирование нескольких десятков срезов занимает всего секунду, при этом их толщина может составлять всего 2–3 мм. Это позволяет в самые короткие сроки получать изображения с высокой степенью детализации, а также уменьшить радиационную нагрузку на пациента и медперсонал. Кроме того, сегодня компьютеры могут выводить информацию на дисплей в цвете, что по­вышает информативность результатов исследования.

Спустя семь лет после своего открытия оба ученых были удостое­ны Нобелевской премии по медицине и физиологии. В заявлении нобелевского комитета отмечалось, что премия присуждается за разработку революционного радиологического метода, особенно для диагностики заболеваний нервной системы. Однако за последние четверть века сфера применения КТ существенно расширилась. Сегодня этим методом пользуются для планирования лучевой терапии, функциональных исследований нервной и сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата.

Информация магнитного поля

Появление клинических компьютерных томографов показало, что больницы во всем мире готовы закупать такую диагностическую технику. Это стало стимулом для исследователей, и всего через год был создан первый магнитно-резонансный (МР) томограф, главным преимуществом которого стала замена проникающего рентгеновского излучения абсолютно безопасными для человека радиоимпульсами.

Метод МР-томографии или МРТ основан на явлении ядерно-магнитного резонанса, то есть избирательном поглощении электромагнитных волн. Сначала вокруг пациента создают мощное магнитное поле. Затем антенна-передатчик посылает радиоимпульс, а антенна-приемник, в свою очередь, улавливает ответную реакцию организма. Последующая обработка информации происходит так же, как и в компьютерных томографах. В результате на экране монитора появляются изображения органов и систем в срезах, формируются трехмерные «картинки».

Вместе с тем, применение МРТ имеет и ряд ограничений. Этот метод требует более длительного времени просвечивания, чем рентгеновский, поэтому не слишком удобен при исследовании подвижных органов, например, сердца и легких. Кроме того, МРТ противопоказана пациентам с кардиостимуляторами и крупными металлическими имплантатами.

Радионуклиды на страже здоровья

В конце 70-х годов XX века на вооружении ученых появилась радионуклидная, а точнее, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), которая до сих пор считается одним из самых информативных методов диагностики, применяемых в медицине. Для исследования при помощи ПЭ-томографа используют специальные радиофармпрепараты – вещества, участвующие в различных метаболических процессах, в которых некоторые атомы заменяются короткоживущими радиоактивными изотопами (например, глюкоза, в молекулу кото­рой введен изотоп углерода или фтора). Попадая в человеческий организм и сталкиваясь с электронами, они выделяют излучение, которое и улавливают датчики ПЭ-томографа. Сигна­лы от датчиков подаются в компьютер, который обрабатывает информацию и стро­ит изображения.

Удивительной особенностью ПЭТ является то, что она позволяет получать динамические характеристики работы человеческого организма. Короткое время полураспада и низкая суммарная радиоактивность радиофармпрепаратов по­зволяет использовать их в ка­честве маркеров обменных процес­сов, протекающих в различных органах и системах.

Внедрение в повседневную прак­тику томографов ознаменовало но­вый этап развития исследований человеческого организма. Впервые в истории науки стало возможно при жизни человека исследовать строение и работу сердечно-сосудистой системы и головного мозга, а также досконально изучить природу многих онкологических, неврологических и психических заболеваний.