КТ

Эта статья о рентгеновской компьютерной томографии, используемой в медицине. Изображения поперечного сечения, используемые в промышленности, см. в разделе «Промышленная компьютерная томография» . Информацию о других методах томографии, кроме рентгеновской, см. в разделе Томография .

КТ
Современный компьютерный томограф (2021 г.), КТ с подсчетом фотонов (Siemens NAEOTOM Alpha)
Другие имена	Рентгеновская компьютерная томография (рентгеновская КТ), компьютерная аксиальная томография (КТ), компьютерная томография, компьютерная томография
МКБ-10-ПКС	Б?2
МКБ-9-СМ	88.38
МеШ	D014057
Код ОПС-301	3–20...3–26
Медлайн Плюс	003330

Продолжительность: 2 минуты 8 секунд. 2:08

КТ

Компьютерная томография ( КТ ; ранее называвшаяся компьютерной аксиальной томографией или компьютерной томографией ) — это метод медицинской визуализации , используемый для получения детальных внутренних изображений тела. Персонал, выполняющий компьютерную томографию, называется рентгенологами или радиологическими технологами.

В компьютерных томографах используется вращающаяся рентгеновская трубка и ряд детекторов, помещенных в гентри, рентгеновских лучей для измерения ослабления различными тканями внутри тела. Множественные рентгеновские измерения, сделанные под разными углами, затем обрабатываются на компьютере с использованием алгоритмов томографической реконструкции для создания томографических изображений (поперечных сечений) (виртуальных «срезов») тела. КТ можно использовать у пациентов с металлическими имплантатами или кардиостимуляторами, которым магнитно-резонансная томография (МРТ) противопоказана .

С момента своего появления в 1970-х годах компьютерная томография зарекомендовала себя как универсальный метод визуализации. Хотя компьютерная томография чаще всего используется в медицинской диагностике , ее также можно использовать для формирования изображений неживых объектов. 1979 года Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена совместно южноафриканскому физику Аллану Маклеоду Кормаку и британскому инженеру-электрику Годфри Хаунсфилду «за разработку компьютерной томографии».

Типы

На рынке доступны различные типы сканеров в зависимости от методов получения изображений и процедур.

Последовательный ТТ

Последовательная компьютерная томография, также известная как пошаговая компьютерная томография, представляет собой тип метода сканирования, при котором стол компьютерной томографии перемещается ступенчато. Стол перемещается к определенному месту, а затем останавливается, после чего следует вращение рентгеновской трубки и получение среза. Затем таблица снова увеличивается, и берется еще один срез. Во время отбора ломтиков движение стола прекращается. Это приводит к увеличению времени сканирования.

Спиральный КТ

Рисунок веерного луча КТ и пациента в системе КТ

КТ грудной клетки. Аксиальный срез (справа) — это изображение, соответствующее номеру 2/33 на корональном срезе (слева).

Вращающаяся трубка, обычно называемая спиральной КТ или спиральной КТ, представляет собой метод визуализации, при котором вся рентгеновская трубка вращается вокруг центральной оси сканируемой области. Это доминирующий тип сканеров на рынке, поскольку они производятся дольше и предлагают более низкие затраты на производство и покупку. Основным ограничением этого типа КТ является объем и инерция оборудования (рентгеновская трубка и детекторная матрица на противоположной стороне круга), что ограничивает скорость вращения оборудования. В некоторых конструкциях используются два источника рентгеновского излучения и матрицы детекторов, смещенные под углом, в качестве метода улучшения временного разрешения.

Электронно-лучевая томография

Основная статья: Электронно-лучевая компьютерная томография

Электронно-лучевая томография (ЭЛТ) — это особая форма компьютерной томографии, при которой рентгеновская трубка достаточно большого размера сконструирована так, что только путь электронов , проходящих между катодом и анодом рентгеновской трубки, вращается с помощью отклоняющих катушек. . Этот тип имел большое преимущество, поскольку скорость сканирования может быть намного выше, что позволяет получать менее размытые изображения движущихся структур, таких как сердце и артерии. Меньше сканеров этой конструкции было произведено по сравнению с типами вращающихся трубок, в основном из-за более высокой стоимости, связанной с созданием гораздо большей рентгеновской трубки и матрицы детекторов, а также ограниченного анатомического охвата.

Двухэнергетический трансформатор тока

Двухэнергетическая КТ, также известная как спектральная КТ, представляет собой развитие компьютерной томографии, в которой две энергии используются для создания двух наборов данных. КТ с двойной энергией может использовать двойной источник, один источник с двойным детекторным слоем, один источник с методами переключения энергии для получения двух разных наборов данных.

1. КТ с двумя источниками представляет собой усовершенствованный сканер с детекторной системой из двух рентгеновских трубок, в отличие от обычных систем с одной трубкой. Эти две детекторные системы монтируются на одном портале под углом 90° в одной плоскости. КТ-сканеры с двумя источниками позволяют быстро сканировать с более высоким временным разрешением, получая полный КТ-срез всего за половину оборота. Быстрая визуализация уменьшает размытость изображения при движении при высокой частоте пульса и потенциально позволяет сократить время задержки дыхания. Это особенно полезно для больных пациентов, которым трудно задерживать дыхание или которые не могут принимать лекарства, снижающие частоту сердечных сокращений.
2. Одиночный источник с переключением энергии — это еще один режим двухэнергетического трансформатора тока, в котором одна трубка работает на двух разных энергиях путем частого переключения энергий.

КТ-перфузионная визуализация

Основная статья: КТ-перфузия

КТ Перфузионное сканирование головного мозга

КТ-визуализация перфузии — это особая форма КТ для оценки кровотока в кровеносных сосудах во время введения контрастного вещества . Кровоток, время прохождения крови и объем крови в органах можно рассчитать с достаточной чувствительностью и специфичностью . Этот тип КТ можно использовать на сердце , хотя чувствительность и специфичность выявления отклонений все еще ниже, чем у других форм КТ. Это также можно использовать для исследования головного мозга , где компьютерная томография перфузии часто позволяет обнаружить плохую перфузию головного мозга задолго до того, как она будет обнаружена с помощью обычной спиральной компьютерной томографии. Это лучше для диагностики инсульта , чем другие типы КТ.

ПЭТ КТ

Основная статья: ПЭТ-КТ

ПЭТ-КТ грудной клетки

Позитронно-эмиссионная томография – компьютерная томография — это гибридный метод компьютерной томографии, который объединяет в одном гентри сканер позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и рентгеновский сканер компьютерной томографии (КТ) для получения последовательных изображений с обоих устройств за один сеанс. , которые объединяются в одно наложенное ( совместно зарегистрированное ) изображение. Таким образом, функциональная визуализация, полученная с помощью ПЭТ, которая отображает пространственное распределение метаболической или биохимической активности в организме, может быть более точно согласована или коррелирована с анатомической визуализацией, полученной с помощью компьютерной томографии.

ПЭТ-КТ дает как анатомические, так и функциональные подробности обследуемого органа и помогает выявить различные типы рака.

Медицинское использование

С момента своего появления в 1970-х гг. КТ стала важным инструментом медицинской визуализации , дополняющим традиционную рентгеновскую визуализацию и медицинское УЗИ . В последнее время его стали использовать для профилактической медицины или скрининга заболеваний, например, КТ-колонография для людей с высоким риском рака толстой кишки или полнофункциональное сканирование сердца для людей с высоким риском сердечных заболеваний. Некоторые учреждения предлагают сканирование всего тела для населения в целом, хотя эта практика противоречит рекомендациям и официальной позиции многих профессиональных организаций в этой области, главным образом из-за применяемой дозы радиации .

За последние два десятилетия во многих странах резко возросло использование компьютерной томографии. По оценкам, в 2007 году в США было выполнено 72 миллиона сканирований, а в 2015 году — более 80 миллионов.

Голова

Основная статья: Компьютерная томография головы

Компьютерная томография человеческого мозга от основания черепа до верха. Принимается с внутривенным контрастным веществом.

КТ головы обычно используется для выявления инфаркта ( инсульта ), опухолей , кальцификатов , кровотечений и травм костей . Из вышеперечисленного гиподенсивные (темные) структуры могут указывать на отек и инфаркт, гиперденсивные (светлые) структуры указывают на кальцификаты и кровоизлияния, а травмы костей могут рассматриваться как расхождения в костных окнах. Опухоли можно обнаружить по припухлости и анатомическим искажениям, которые они вызывают, или по окружающему отеку. КТ головы также используется в под контролем стереотаксической хирургии КТ и радиохирургии для лечения внутричерепных опухолей, артериовенозных мальформаций и других хирургически излечимых состояний с использованием устройства, известного как N-локализатор .

Шея

Контрастная КТ, как правило, является первым исследованием выбора при новообразованиях шеи у взрослых. КТ щитовидной железы играет важную роль в оценке рака щитовидной железы . КТ часто случайно выявляет аномалии щитовидной железы, поэтому часто является предпочтительным методом исследования аномалий щитовидной железы.

Легкие

Основная статья: Компьютерная томография грудной клетки

КТ может быть использована для выявления как острых, так и хронических изменений в легочной паренхиме , тканях легких . Здесь это особенно актуально, поскольку обычные двумерные рентгеновские снимки не выявляют таких дефектов. В зависимости от предполагаемой патологии используются различные методы. Для оценки хронических интерстициальных процессов, таких как эмфизема и фиброз , используются тонкие срезы с высокочастотными реконструкциями; часто сканирование проводят как на вдохе, так и на выдохе. Этот специальный метод называется КТ высокого разрешения , который позволяет получить образец легкого, а не непрерывные изображения.

КТВР- изображения нормальной грудной клетки в аксиальной , корональной и сагиттальной плоскостях соответственно.

Толщина бронхиальной стенки (Т) и диаметр бронха (D)

Утолщение стенок бронхов можно увидеть на КТ легких и обычно (но не всегда) указывает на воспаление бронхов .

обнаруженный узелок Случайно при отсутствии симптомов (иногда называемый инциденталомой ) может вызвать опасения, что он может представлять собой опухоль, как доброкачественную , так и злокачественную . Возможно, под влиянием страха пациенты и врачи иногда соглашаются на интенсивный график компьютерной томографии, иногда до одного раза в три месяца и сверх рекомендованных рекомендаций, в попытке провести наблюдение за узлами. Тем не менее, согласно установленным рекомендациям, у пациентов, не болевших раком в анамнезе и у которых твердые узелки не росли в течение двух лет, маловероятно наличие злокачественного рака. По этой причине, а также из-за того, что ни одно исследование не предоставило подтверждающих доказательств того, что интенсивное наблюдение дает лучшие результаты, а также из-за рисков, связанных с проведением компьютерной томографии, пациентам не следует проходить КТ-скрининг, превышающий рекомендованные установленными рекомендациями.

Ангиография

Пример CTPA, демонстрирующий седловидную эмболию (темная горизонтальная линия), закупоривающую легочные артерии (ярко-белый треугольник)

Основная статья: Компьютерная томографическая ангиография

Компьютерная томографическая ангиография (КТА) — это разновидность контрастной КТ, позволяющая визуализировать артерии и вены по всему телу. Это варьируется от артерий, обслуживающих мозг, до артерий, несущих кровь к легким , почкам , рукам и ногам . Примером этого типа обследования является КТ-ангиограмма легких (КТПА), используемая для диагностики легочной эмболии (ЛЭ). используется компьютерная томография и контрастное вещество на основе йода Для получения изображения легочных артерий .

Сердечный

КТ сердца проводится для получения знаний об анатомии сердца или коронарной артерии. Традиционно КТ сердца используется для выявления, диагностики или наблюдения за ишемической болезнью сердца . Совсем недавно КТ сыграла ключевую роль в быстро развивающейся области транскатетерных структурных вмешательств на сердце , в частности, в транскатетерном восстановлении и замене сердечных клапанов.

Основными видами компьютерной томографии сердца являются:

• Коронарная КТ-ангиография (CCTA): использование КТ для оценки состояния артерий сердца коронарных . Субъекту вводят внутривенную инъекцию , радиоконтрастного вещества а затем сердце сканируют с помощью высокоскоростного компьютерного томографа, что позволяет рентгенологам оценить степень окклюзии коронарных артерий, обычно для диагностики ишемической болезни сердца.
• КТ коронарных артерий с кальцием : также используется для оценки тяжести ишемической болезни сердца. В частности, он ищет отложения кальция в коронарных артериях, которые могут сузить артерии и увеличить риск сердечного приступа. Типичное коронарное КТ-сканирование кальция проводится без использования рентгеноконтрастного вещества, но его также можно выполнить на основе изображений с контрастным усилением.

Чтобы лучше визуализировать анатомию, обычно используется постобработка изображений. Наиболее распространенными являются мультипланарные реконструкции (MPR) и объемный рендеринг . настоящая 3D-реконструкция или 3D-печать, чтобы получить более глубокое понимание. Для более сложных анатомий и процедур, таких как вмешательства на сердечном клапане, на основе этих КТ-изображений создается

Живот и таз

КТ нормального живота и таза в сагиттальной , корональной и аксиальной плоскостях соответственно.

Основная статья: Компьютерная томография брюшной полости и таза

КТ является точным методом диагностики органов брюшной полости заболеваний , таких как болезнь Крона . Желудочно-кишечные кровотечения, диагностика и стадирование рака, а также последующее наблюдение после лечения рака для оценки ответа. Его обычно используют для исследования острой боли в животе .

Компьютерная томография без усиления сегодня является золотым стандартом диагностики мочевых камней . Можно оценить размер, объем и плотность камней, чтобы помочь врачам определить дальнейшее лечение; Размер особенно важен для прогнозирования спонтанного выхода камня.

Осевой скелет и конечности

Для осевого скелета и конечностей КТ часто используется для визуализации сложных переломов , особенно вокруг суставов, из-за ее способности реконструировать область интереса в нескольких плоскостях. Переломы, повреждения связок и вывихи можно легко распознать с разрешением 0,2 мм. Благодаря современным двухэнергетическим компьютерным томографам были созданы новые области применения, например, помощь в диагностике подагры .

Биомеханическое использование

КТ используется в биомеханике для быстрого выявления геометрии, анатомии, плотности и модулей упругости биологических тканей.

Другое использование

Промышленное использование

Промышленная компьютерная томография (промышленная компьютерная томография) — это процесс, в котором рентгеновское оборудование используется для создания трехмерных изображений компонентов как снаружи, так и внутри. Промышленное компьютерное сканирование использовалось во многих областях промышленности для внутреннего контроля компонентов. Некоторыми из ключевых применений компьютерной томографии являются дефектоскопия, анализ отказов, метрология, анализ сборок, методы конечных элементов на основе изображений. и приложения обратного инжиниринга. КТ-сканирование также используется для визуализации и консервации музейных экспонатов.

Авиационная безопасность

Компьютерная томография также нашла применение в сфере транспортной безопасности (преимущественно в аэропортах ), где в настоящее время она используется в контексте анализа материалов для обнаружения взрывчатых веществ CTX (устройство обнаружения взрывчатых веществ). а также рассматривается возможность автоматического сканирования багажа/посылок с использованием алгоритмов распознавания объектов на основе компьютерного зрения , которые нацелены на обнаружение конкретных угрожающих предметов на основе трехмерного внешнего вида (например, огнестрельного оружия, ножей, контейнеров с жидкостью). Его использование в службах безопасности аэропорта, впервые введенное в аэропорту Шеннон в марте 2022 года, положило конец запрету на провоз жидкостей объемом более 100 мл. Этот шаг аэропорт Хитроу планирует ввести в полном объеме 1 декабря 2022 года, а TSA потратило 781,2 миллиона долларов на заказ более чем на 100 мл. 1000 сканеров, готовых к запуску летом.

Геологическое использование

Рентгеновская КТ используется в геологических исследованиях для быстрого выявления материалов внутри керна бурения. Плотные минералы, такие как пирит и барит, на компьютерных изображениях кажутся более яркими, а менее плотные компоненты, такие как глина, кажутся тусклыми.

Использование культурного наследия

Рентгеновская КТ и микроКТ также могут использоваться для консервации и консервации объектов культурного наследия. Для многих хрупких объектов прямое исследование и наблюдение могут нанести ущерб и со временем привести к деградации объекта. Используя компьютерную томографию, реставраторы и исследователи могут без какого-либо дополнительного вреда определить материальный состав объектов, которые они исследуют, например положение чернил вдоль слоев свитка. Эти сканы были оптимальными для исследований, посвященных работе антикитерского механизма или текста, скрытого внутри обугленных внешних слоев свитка Эн-Геди . Однако они не оптимальны для каждого объекта, являющегося объектом такого рода исследовательских вопросов, поскольку существуют определенные артефакты, такие как папирусы Геркуланума , в которых состав материала очень мало меняется внутри объекта. После сканирования этих объектов можно использовать вычислительные методы для изучения их внутренностей, как это было в случае с виртуальным развертыванием объекта. Свиток Эн-Геди и папирусы Геркуланума . Микро-КТ также оказалась полезной для анализа более поздних артефактов, таких как все еще запечатанная историческая переписка, в которой использовалась техника блокировки писем (сложное складывание и разрезы), обеспечивающая «механизм блокировки с защитой от несанкционированного доступа». Еще одним примером использования в археологии является визуализация содержимого саркофагов или керамики.

Недавно CWI в Амстердаме сотрудничал с Рейксмузеумом для исследования деталей арт-объекта в рамках программы IntACT.

Исследование микроорганизмов

Различные типы грибков могут разлагать древесину в разной степени; одна исследовательская группа из Бельгии использовала рентгеновскую КТ 3-го измерения с субмикронным разрешением, показало, что грибы могут проникать в микропоры размером 0,6 мкм. при определенных условиях.

Лесопильный завод

Лесопильные заводы используют промышленные компьютерные томографы для обнаружения круглых дефектов, например сучков, чтобы повысить общую стоимость лесоматериалов. Большинство лесопильных заводов планируют внедрить этот надежный инструмент обнаружения для повышения производительности в долгосрочной перспективе, однако первоначальные инвестиционные затраты высоки.

Интерпретация результатов

Презентация

Виды представлений КТ:
− Средняя проекция интенсивности
− Максимальная проекция интенсивности
− Тонкий срез ( срединная плоскость )
− Объемная визуализация по верхнему и нижнему порогу радиоплотности

Результатом компьютерной томографии является объем вокселей , который может быть представлен человеку-наблюдателю различными методами, которые в целом можно отнести к следующим категориям:

• Ломтики (разной толщины). Тонкими срезами обычно считаются плоскости толщиной менее 3 мм . Толстый срез обычно рассматривают как плоскости толщиной от 3 до 5 мм.
• Проекция, включая проекцию максимальной интенсивности и проекция средней интенсивности
• Объемный рендеринг (VR)

Технически, все объемные изображения становятся проекциями при просмотре на двухмерном дисплее , что делает различие между проекциями и объемными изображениями немного расплывчатым. Воплощения моделей объемной визуализации включают в себя сочетание, например, окраски и затенения для создания реалистичных и наблюдаемых представлений.

Двумерные КТ-изображения обычно визуализируются так, что вид выглядит так, как будто вы смотрите на них снизу вверх с ног пациента. Следовательно, левая сторона изображения находится справа от пациента и наоборот, тогда как передняя часть изображения также является передней частью пациента и наоборот. Этот обмен левыми и правыми соответствует взгляду, который обычно возникает у врачей, когда они находятся перед пациентами.

Оттенки серого

Пиксели изображения, полученного с помощью компьютерной томографии, отображаются в терминах относительной радиоплотности . Сам пиксель отображается в соответствии со средним ослаблением ткани(й), которым он соответствует, по шкале от +3071 (наибольшее ослабление) до -1024 (наименьшее ослабление) по шкале Хаунсфилда . Пиксель — это двумерная единица , основанная на размере матрицы и поле зрения. Когда учитывается толщина среза КТ, единица измерения называется вокселем , который представляет собой трехмерную единицу. Вода имеет затухание 0 единиц Хаунсфилда (HU), воздух - -1000 HU, губчатая кость обычно +400 HU, а кость черепа может достигать 2000 HU. Ослабление металлических имплантатов зависит от атомного номера используемого элемента: титан обычно имеет количество +1000 HU, железная сталь может полностью блокировать рентгеновские лучи и, следовательно, является причиной хорошо известных линейных артефактов на компьютерных томограммах. . Артефакты вызваны резкими переходами между материалами с низкой и высокой плотностью, что приводит к тому, что значения данных выходят за пределы динамического диапазона обрабатывающей электроники.

Окно

Наборы данных КТ имеют очень широкий динамический диапазон , который необходимо уменьшать для отображения или печати. Обычно это делается с помощью процесса «окна», который отображает диапазон («окно») значений пикселей в шкалу оттенков серого. Например, КТ-изображения головного мозга обычно просматриваются с окном, простирающимся от 0 до 80 HU. Значения пикселей 0 и ниже отображаются черным цветом; значения 80 и выше отображаются белым цветом; значения в окне отображаются как интенсивность серого, пропорциональная положению в окне. Окно, используемое для отображения, должно соответствовать плотности рентгеновского излучения интересующего объекта, чтобы оптимизировать видимые детали. Параметры ширины окна и уровня окна используются для управления оконным режимом сканирования.

Мультипланарная реконструкция и проекции

Типичная компоновка экрана диагностического программного обеспечения, показывающая один объемный рендеринг (VR) и многоплоскостной вид трех тонких срезов в аксиальной (вверху справа), сагиттальной (внизу слева) и корональной плоскостях (внизу справа).

Иногда полезны специальные плоскости, такие как эта наклонная продольная плоскость, чтобы визуализировать нейроотверстия позвоночного столба, показывающие сужение на двух уровнях, вызывающее радикулопатию . Меньшие изображения представляют собой срезы в аксиальной плоскости.

Мультипланарная реконструкция (MPR) — это процесс преобразования данных из одной анатомической плоскости (обычно поперечной ) в другие плоскости. Его можно использовать как для тонких срезов, так и для проекций. Возможна мультипланарная реконструкция, поскольку современные компьютерные томографы обеспечивают почти изотропное разрешение.

MPR используется почти при каждом сканировании. С его помощью часто обследуют позвоночник. Изображение позвоночника в аксиальной плоскости может одновременно показывать только одну кость позвонка и не может показать ее взаимосвязь с другими костями позвонков. Путем переформатирования данных в других плоскостях можно добиться визуализации относительного положения в сагиттальной и корональной плоскостях.

Новое программное обеспечение позволяет реконструировать данные в неортогональных (наклонных) плоскостях, что помогает визуализировать органы, которые не находятся в ортогональных плоскостях. Он лучше подходит для визуализации анатомического строения бронхов, поскольку они не лежат ортогонально направлению сканирования.

Реконструкция изогнутой плоскости (или изогнутая плоская реформация = CPR) выполняется в основном для оценки сосудов. Этот тип реконструкции помогает выпрямить изгибы сосуда, тем самым помогая визуализировать весь сосуд на одном изображении или на нескольких изображениях. После того, как сосуд «выпрямлен», можно провести такие измерения, как площадь поперечного сечения и длина. Это полезно при предоперационной оценке хирургической процедуры.

Информацию о 2D-проекциях, используемых в лучевой терапии для обеспечения качества и планирования внешней лучевой терапии , включая рентгенограммы, реконструированные в цифровом виде, см. в разделе « Вид глаза луча» .

Примеры различных алгоритмов сгущения мультиплоскостных реконструкций

Тип проекции	Схематическая иллюстрация	Примеры (плиты 10 мм)	Описание	Использование
Проекция средней интенсивности (AIP)			Отображается среднее затухание каждого воксела. Изображение станет более гладким по мере увеличения толщины среза. она будет все больше и больше напоминать обычную проекционную рентгенографию По мере увеличения толщины среза .	Полезно для идентификации внутренних структур твердых органов или стенок полых структур, таких как кишечник.
Проекция максимальной интенсивности (MIP)			Отображается воксел с наибольшим затуханием. Таким образом, усиливаются структуры с высоким ослаблением, такие как кровеносные сосуды, заполненные контрастным веществом.	Полезно для ангиографических исследований и выявления легочных узелков.
Проекция минимальной интенсивности (MinIP)			Отображается воксел с наименьшим затуханием. Таким образом, конструкции с низким уровнем затухания, такие как воздушные пространства, улучшаются.	Полезно для оценки паренхимы легких.

Объемный рендеринг

Основная статья: Объемный рендеринг

3D-череп человека по данным компьютерной томографии

Пороговое значение радиоплотности задается оператором (например, уровень, соответствующий кости). С помощью алгоритмов обработки изображений с обнаружением границ на основе исходных данных можно построить 3D-модель и отобразить ее на экране. Для получения нескольких моделей можно использовать различные пороговые значения; каждый анатомический компонент, такой как мышцы, кости и хрящи, можно дифференцировать на основе присвоенных им разных цветов. Однако этот режим работы не может отображать внутренние структуры.

Рендеринг поверхностей — это ограниченный метод, поскольку он отображает только те поверхности, которые соответствуют определенному пороговому значению плотности и направлены к зрителю. Однако при объемной визуализации используются прозрачность, цвета и затенение , что позволяет легко представить объем в одном изображении. Например, кости таза могут отображаться полупрозрачными, так что даже при просмотре под косым углом одна часть изображения не закроет другую.

Качество изображения

Низкодозная КТ грудной клетки

КТ грудной клетки со стандартной дозой

Доза и качество изображения

Важным вопросом в радиологии сегодня является то, как снизить дозу облучения при КТ-исследованиях без ущерба для качества изображения. Как правило, более высокие дозы радиации приводят к получению изображений с более высоким разрешением. в то время как более низкие дозы приводят к увеличению шума и нерезкости изображения. Однако повышенная дозировка увеличивает побочные эффекты, в том числе риск радиационно-индуцированного рака : четырехфазная КТ брюшной полости дает ту же дозу радиации, что и 300 рентгенограмм грудной клетки. Существует несколько методов, которые могут снизить воздействие ионизирующего излучения во время компьютерной томографии.

1. Новая программная технология позволяет существенно снизить необходимую дозу облучения. Новые итеративной томографической реконструкции алгоритмы ( например , итерационная разреженная асимптотическая минимальная дисперсия ) могут обеспечить сверхразрешение , не требуя более высокой дозы радиации.
2. Индивидуализируйте обследование и скорректируйте дозу облучения в зависимости от типа телосложения и исследуемого органа. Разные типы тела и органы требуют разного количества радиации.
3. Более высокое разрешение не всегда подходит, например, для обнаружения небольших образований легких.

Артефакты

Хотя изображения, полученные с помощью КТ, обычно точно отражают отсканированный объем, этот метод подвержен ряду артефактов , таких как следующие: ^{Главы 3 и 5}

Полосатый артефакт

Полосы часто можно увидеть вокруг материалов, блокирующих большинство рентгеновских лучей, таких как металл или кость. Этим полосам способствуют многочисленные факторы: недостаточная выборка, фотонное голодание, движение, ужесточение луча и комптоновское рассеяние . Этот тип артефакта обычно возникает в задней ямке головного мозга или при наличии металлических имплантатов. Полосы можно уменьшить, используя новые методы реконструкции. Такие подходы, как уменьшение металлических артефактов (MAR), также могут уменьшить этот артефакт. Методы MAR включают спектральную визуализацию, при которой КТ-изображения получаются с фотонами разных энергетических уровней, а затем синтезируются в монохроматические изображения с помощью специального программного обеспечения, такого как GSI (Gemstone Spectral Imaging).

Эффект частичного объема

Это выглядит как «размытие» краев. Это связано с тем, что сканер не может отличить небольшое количество материала высокой плотности (например, кости) от большего количества материала с более низкой плотностью (например, хряща). Реконструкция предполагает, что затухание рентгеновских лучей внутри каждого вокселя однородно; это может быть не так на острых краях. Чаще всего это наблюдается в направлении z (краниокаудальное направление) из-за традиционного использования сильно анизотропных вокселей, которые имеют гораздо более низкое разрешение вне плоскости, чем разрешение в плоскости. Частично эту проблему можно решить путем сканирования с использованием более тонких срезов или изотропного сбора данных на современном сканере.

Кольцо артефакта

Вероятно, это самый распространенный механический артефакт — изображение одного или нескольких «колец» внутри изображения. Обычно они вызваны изменениями отклика отдельных элементов двумерного рентгеновского детектора из-за дефекта или неправильной калибровки. Кольцевые артефакты можно в значительной степени уменьшить за счет нормализации интенсивности, также называемой коррекцией плоского поля. Остальные кольца можно подавить преобразованием в полярное пространство, где они станут линейными полосами. Сравнительная оценка уменьшения кольцевых артефактов на изображениях рентгеновской томографии показала, что метод Сийберса и Постнова позволяет эффективно подавлять кольцевые артефакты.

Шум

Это выглядит как зернистость изображения и вызвано низким соотношением сигнал/шум. Это происходит чаще, когда используется тонкая толщина среза. Это также может произойти, когда мощность, подаваемая на рентгеновскую трубку, недостаточна для проникновения в анатомию.

Ветряная мельница

Полосы могут появиться, когда детекторы пересекают плоскость реконструкции. Это можно уменьшить с помощью фильтров или уменьшения высоты тона.

Балочная закалка

Это может создать «чашеобразный вид», когда оттенки серого визуализируются как высота. Это происходит потому, что обычные источники, такие как рентгеновские трубки, излучают полихроматический спектр. Фотоны более высоких энергетических уровней обычно ослабляются меньше. Из-за этого средняя энергия спектра увеличивается при прохождении объекта, что часто называют «ужесточением». Это приводит к тому, что толщина материала все больше занижается, если ее не исправить. Существует множество алгоритмов для коррекции этого артефакта. Их можно разделить на моно- и многоматериальные методы.

Преимущества

КТ имеет ряд преимуществ перед традиционной двумерной медицинской рентгенографией . Во-первых, КТ исключает наложение изображений структур вне области интереса. Во-вторых, компьютерная томография имеет большее разрешение изображения , что позволяет рассмотреть более мелкие детали. КТ позволяет различать ткани , рентгенографическая плотность которых различается на 1% или менее. В-третьих, КТ-сканирование позволяет получить многопланарную переформатированную визуализацию: данные сканирования можно визуализировать в поперечной (или аксиальной) , корональной или сагиттальной плоскости, в зависимости от диагностической задачи.

Улучшенное разрешение КТ позволило разработать новые исследования. Например, КТ- ангиография позволяет избежать инвазивного введения катетера . КТ-сканирование позволяет выполнить виртуальную колоноскопию с большей точностью и меньшим дискомфортом для пациента, чем традиционная колоноскопия . Виртуальная колонография гораздо точнее, чем бариевая клизма, для обнаружения опухолей и требует более низкой дозы радиации.

диагностики средней и высокой степени тяжести КТ — это метод лучевой . Доза облучения для конкретного исследования зависит от множества факторов: объема сканирования, телосложения пациента, количества и типа протокола сканирования, а также желаемого разрешения и качества изображения. Два параметра спирального КТ-сканирования, ток трубки и шаг, легко настраиваются и оказывают существенное влияние на излучение. КТ является более точным методом оценки переднего межтелового спондилодеза, чем двухмерные рентгенограммы, хотя они все равно могут некорректно оценить степень спондилодеза.

Побочные эффекты

Рак

Основная статья: Радиационно-индуцированный рак

Излучение , используемое при компьютерной томографии, может повредить клетки организма, включая молекулы ДНК , что может привести к радиационно-индуцированному раку . Дозы радиации, получаемые при компьютерной томографии, варьируются. По сравнению с рентгеновскими методами с самой низкой дозой, КТ может иметь дозу в 100–1000 раз большую, чем обычные рентгеновские лучи. Однако рентген поясничного отдела позвоночника имеет такую ​​же дозу, что и КТ головы. Статьи в средствах массовой информации часто преувеличивают относительную дозу КТ, сравнивая методы рентгенографии с наименьшей дозой (рентгенография грудной клетки) с методами КТ с самой высокой дозой. В целом, рутинная КТ брюшной полости имеет дозу облучения, аналогичную средней трехлетней фоновой радиации .

Крупномасштабные популяционные исследования последовательно продемонстрировали, что низкие дозы облучения от компьютерной томографии влияют на заболеваемость различными видами рака. Например, в большой когорте населения было обнаружено, что до 4% случаев рака головного мозга были вызваны излучением компьютерной томографии. Некоторые эксперты прогнозируют, что в будущем от трех до пяти процентов всех случаев рака будут возникать в результате медицинской визуализации. Австралийское исследование с участием 10,9 миллионов человек показало, что увеличение заболеваемости раком после воздействия компьютерной томографии в этой когорте было в основном связано с облучением. В этой группе один из каждых 1800 КТ сопровождался избыточным раком. Если пожизненный риск развития рака составляет 40%, то после КТ абсолютный риск возрастает до 40,05%. Риски облучения при компьютерной томографии особенно важны для пациентов, проходящих повторные компьютерные томографии в течение короткого периода времени (от одного до пяти лет).

Некоторые эксперты отмечают, что компьютерная томография, как известно, «чрезмерно используется», и «существует прискорбно мало свидетельств улучшения результатов для здоровья, связанных с нынешним высоким уровнем проведения сканирований». С другой стороны, недавняя статья, анализирующая данные пациентов, получивших высокие кумулятивные дозы , показала высокую степень целесообразности использования. Это создает важную проблему риска рака для этих пациентов. Более того, весьма значимый результат, о котором ранее не сообщалось, заключается в том, что некоторые пациенты получили дозу >100 мЗв по данным КТ за один день. что противодействует существующей критике, которую некоторые исследователи могут высказывать по поводу последствий длительного и острого воздействия.

Существуют противоположные точки зрения, и дебаты продолжаются. Некоторые исследования показали, что публикации, указывающие на повышенный риск развития рака при типичных дозах компьютерной томографии тела, страдают от серьезных методологических ограничений и некоторых крайне маловероятных результатов. пришел к выводу, что нет доказательств того, что такие низкие дозы причиняют какой-либо долгосрочный вред. По оценкам одного исследования, около 0,4% случаев рака в Соединенных Штатах возникли в результате компьютерной томографии, и что этот показатель мог увеличиться до 1,5–2%, исходя из уровня использования компьютерной томографии в 2007 году. Другие оспаривают эту оценку, поскольку нет единого мнения о том, что низкие уровни радиации, используемые при компьютерной томографии, вызывают повреждения. Во многих случаях, например, при исследовании почечной колики, используются более низкие дозы облучения.

Возраст человека играет значительную роль в последующем риске развития рака. Предполагаемый риск смертности от рака в течение жизни при КТ брюшной полости у годовалого ребенка составляет 0,1%, или 1:1000 сканирований. Риск для 40-летнего человека вдвое меньше, чем для 20-летнего, а у пожилых людей риск существенно меньший. По оценкам Международной комиссии по радиологической защите , риск воздействия на плод 10 мГр (единица радиационного воздействия) увеличивает заболеваемость раком в возрасте до 20 лет с 0,03% до 0,04% (для справки: КТ-ангиограмма легких выявляет плода до 4 мГр). Обзор 2012 года не обнаружил связи между медицинским облучением и риском развития рака у детей, однако отметил существование ограничений в доказательствах, на которых основан обзор. КТ можно выполнять с различными настройками для более низкого воздействия на детей, причем большинство производителей компьютерных томографов по состоянию на 2007 год имеют встроенную эту функцию. Кроме того, при определенных состояниях детям может потребоваться проведение нескольких компьютерных томографий.

Текущие рекомендации заключаются в том, чтобы информировать пациентов о рисках, связанных с компьютерной томографией. Однако сотрудники центров визуализации, как правило, не сообщают о таких рисках, пока пациенты не спросят об этом.

Контрастные реакции

Дополнительная информация: Йодированный контраст § Побочные эффекты.

В Соединенных Штатах половина компьютерной томографии представляет собой контрастную компьютерную томографию с использованием внутривенно вводимых рентгеноконтрастных веществ . Наиболее распространенные реакции на эти агенты легкие и включают тошноту, рвоту и зудящую сыпь. Редко могут возникать серьезные опасные для жизни реакции. Общие реакции возникают у 1–3% людей при использовании неионного контраста и у 4–12% людей при использовании ионного контраста . Кожные высыпания могут появиться в течение недели у 3% людей.

Старые рентгеноконтрастные препараты вызывали анафилаксию в 1% случаев, тогда как новые низкоосмолярные препараты вызывают реакции в 0,01–0,04% случаев. Смерть наступает примерно у 2–30 человек на 1 000 000 введений, причем новые агенты более безопасны. Существует более высокий риск смертности среди женщин, пожилых людей или людей с плохим здоровьем, обычно вследствие анафилаксии или острого повреждения почек .

Контрастное вещество может вызвать контраст-индуцированную нефропатию . Это происходит у 2–7% людей, получающих эти препараты, с более высоким риском у тех, у кого уже имеется почечная недостаточность . ранее существовавший диабет или снижение внутрисосудистого объема. Людям с легким нарушением функции почек обычно рекомендуется обеспечить полную гидратацию в течение нескольких часов до и после инъекции. использования йодсодержащего контраста При умеренной почечной недостаточности следует избегать ; это может означать использование альтернативного метода вместо КТ. Людям с тяжелой почечной недостаточностью, нуждающимся в диализе, требуются менее строгие меры предосторожности, поскольку их почки функционируют так мало, что дальнейшие повреждения не будут заметны, и диализ удалит контрастное вещество; однако обычно рекомендуется организовать диализ как можно скорее после введения контрастного вещества, чтобы свести к минимуму любые побочные эффекты контрастного вещества.

Помимо внутривенного контрастирования, при исследовании брюшной полости часто используются контрастные вещества, вводимые перорально. Зачастую это те же вещества, что и внутривенные контрастные вещества, только разбавленные примерно до 10% концентрации. Однако существуют пероральные альтернативы йодированному контрасту, такие как очень разбавленные (0,5–1% мас./об.) сульфата бария суспензии . Разбавленный сульфат бария имеет то преимущество, что он не вызывает реакций аллергического типа или почечной недостаточности, но его нельзя использовать у пациентов с подозрением на перфорацию кишечника или подозрение на повреждение кишечника, поскольку утечка сульфата бария из поврежденного кишечника может вызвать фатальный перитонит .

Побочные эффекты контрастных веществ , вводимых внутривенно при некоторых компьютерных томографиях, могут ухудшить работу почек у пациентов с заболеванием почек , хотя сейчас считается, что этот риск ниже, чем считалось ранее.

Сканирующая доза

обследование	Типичный эффективный доза ( мЗв ) ко всему телу	Типичное поглощение доза ( мГр ) к соответствующему органу
Годовой радиационный фон	2.4	2.4
Рентген грудной клетки	0.02	0.01–0.15
КТ головы	1–2	56
Скрининговая маммография	0.4	3
КТ брюшной полости	8	14
КТ грудной клетки	5–7	13
КТ-колонография	6–11
КТ грудной клетки, брюшной полости и таза	9.9	12
КТ-ангиограмма сердца	9–12	40–100
Бариевая клизма	15	15
Неонатальная КТ брюшной полости	20	20
Дополнительная информация: Шаблон: Эффективная доза в зависимости от типа медицинской визуализации.

В таблице указаны средние дозы радиации; однако дозы радиации между аналогичными типами сканирования могут сильно различаться, при этом самая высокая доза может быть в 22 раза выше, чем самая низкая доза. Типичный рентгеновский снимок с простой пленкой включает дозу облучения от 0,01 до 0,15 мГр, тогда как типичная КТ может включать 10–20 мГр для определенных органов и может достигать 80 мГр для некоторых специализированных КТ.

Для целей сравнения средняя мировая мощность дозы от естественных источников фонового излучения составляет 2,4 мЗв в год, что для практических целей в данном приложении равно 2,4 мГр в год. Несмотря на некоторые различия, большинство людей (99%) получали фоновую радиацию менее 7 мЗв в год. По состоянию на 2007 год на медицинскую визуализацию приходилось половина радиационного облучения жителей Соединенных Штатов, а на компьютерную томографию приходилось две трети этой суммы. В Соединенном Королевстве на его долю приходится 15% радиационного облучения. Средняя доза радиации от медицинских источников составляет ≈0,6 мЗв на человека во всем мире по состоянию на 2007 год. Работники атомной промышленности в США ограничены дозами 50 мЗв в год и 100 мЗв каждые 5 лет.

Свинец — основной материал, используемый рентгенологами для защиты от рассеянного рентгеновского излучения.

Единицы дозы радиации

Доза радиации, указанная в единицах грея или мГр, пропорциональна количеству энергии, которую, как ожидается, поглотит облученная часть тела, а также физическому воздействию (например, разрывы двойной цепи ДНК ) на химические связи клеток рентгеновским излучением. пропорциональна этой энергии.

используется единица зиверта В отчете об эффективной дозе . Единица зиверт в контексте компьютерной томографии соответствует не фактической дозе радиации, которую поглощает сканируемая часть тела, а другой дозе радиации по другому сценарию, при этом все тело поглощает другую дозу радиации, а другая доза радиации составляет по величине, по оценкам, имеет такую ​​же вероятность вызвать рак, как и компьютерная томография. Таким образом, как показано в таблице выше, фактическое излучение, поглощаемое сканируемой частью тела, часто намного превышает эффективную дозу. Конкретный показатель, называемый индексом дозы компьютерной томографии (CTDI), обычно используется для оценки поглощенной дозы радиации для тканей в области сканирования и автоматически рассчитывается медицинскими компьютерными томографами.

Эквивалентная доза — это эффективная доза случая, при котором все тело фактически поглотит одну и ту же дозу радиации, и в отчете используется единица зиверта. В случае неравномерного облучения или облучения только части тела, что характерно для компьютерных исследований, использование только местной эквивалентной дозы приведет к завышению биологических рисков для всего организма.

Эффекты радиации

Дополнительная информация: Радиобиология.

Большинство неблагоприятных последствий радиационного воздействия для здоровья можно сгруппировать в две общие категории:

• детерминированные эффекты (вредные тканевые реакции), в значительной степени обусловленные гибелью/нарушением функции клеток после высоких доз;
• стохастические эффекты, т.е. рак и наследственные эффекты, включающие либо развитие рака у облученных лиц вследствие мутации соматических клеток, либо наследственные заболевания у их потомков вследствие мутации репродуктивных (зародышевых) клеток.

Дополнительный пожизненный риск развития рака при однократной КТ брюшной полости с дозой 8 мЗв оценивается в 0,05%, или 1 на 2000.

Из-за повышенной восприимчивости плода к радиационному воздействию дозировка облучения при компьютерной томографии является важным фактором при выборе методов медицинской визуализации во время беременности .

Превышение дозы

США В октябре 2009 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) начало расследование КТ-сканирования перфузии головного мозга (ПКТ) на основании радиационных ожогов , вызванных неправильными настройками в одном конкретном учреждении для этого конкретного типа КТ. Более 200 пациентов подверглись облучению в дозе, примерно в восемь раз превышающей ожидаемую, в течение 18-месячного периода; более 40% из них потеряли участки волос. Это событие вызвало призыв к расширению программ обеспечения качества КТ. Было отмечено, что «хотя следует избегать ненужного радиационного воздействия, необходимая с медицинской точки зрения компьютерная томография, полученная с соответствующими параметрами сбора данных, имеет преимущества, которые перевешивают радиационные риски». Подобные проблемы наблюдались и в других центрах. Предполагается, что эти инциденты произошли из-за человеческой ошибки .

Процедура

Процедура компьютерной томографии варьируется в зависимости от типа исследования и визуализируемого органа. Пациента укладывают на стол для компьютерной томографии и центрируют стол в соответствии с частью тела. IV линия устанавливается при КТ с контрастированием. После выбора правильного и уровень контраста от инжектора давления, разведчик принимается за локализацию и планирование сканирования. После того, как план выбран, контраст дается. Необработанные данные обрабатываются в соответствии с исследованием, и выполняется правильное определение окон, чтобы облегчить диагностику сканирований.

Подготовка

Подготовка пациента может варьироваться в зависимости от типа сканирования. Общая подготовка пациента включает в себя.

1. Подписание информированного согласия .
2. Удаление металлических предметов и украшений из области интереса.
3. Переодевание в больничную одежду согласно больничному протоколу.
4. Проверка функции почек , особенно уровня креатинина и мочевины (в случае CECT ).

Механизм

КТ-сканер со снятой крышкой, чтобы показать внутренние компоненты. Легенда:
Т: рентгеновская трубка
D: Детекторы рентгеновского излучения
X: рентгеновский луч
R: Вращение гентри

Левое изображение представляет собой синограмму , которая представляет собой графическое представление необработанных данных, полученных при компьютерной томографии. Справа — образец изображения, полученный на основе необработанных данных.

Основная статья: Операция компьютерной томографии

Компьютерная томография работает с использованием генератора рентгеновских лучей , который вращается вокруг объекта; Детекторы рентгеновского излучения расположены на противоположной стороне круга от источника рентгеновского излучения. Когда рентгеновские лучи проходят через пациента, они по-разному ослабляются различными тканями в зависимости от плотности ткани. Визуальное представление полученных необработанных данных называется синограммой, однако этого недостаточно для интерпретации. После получения данных сканирования их необходимо обработать с использованием томографической реконструкции , которая создает серию изображений поперечного сечения. Эти изображения поперечного сечения состоят из небольших единиц пикселей или вокселей.

Пиксели изображения, полученного с помощью компьютерной томографии, отображаются в терминах относительной радиоплотности . Сам пиксель отображается в соответствии со средним ослаблением ткани(й), которым он соответствует, по шкале от +3071 (наибольшее ослабление) до -1024 (наименьшее ослабление) по шкале Хаунсфилда . Пиксель — это двумерная единица , основанная на размере матрицы и поле зрения. Когда учитывается толщина среза КТ, единица измерения называется вокселем , который представляет собой трехмерную единицу.

Вода имеет затухание 0 единиц Хаунсфилда (HU), тогда как воздух составляет -1000 HU, губчатая кость обычно +400 HU, а кость черепа может достигать 2000 HU или более (os temporale) и может вызывать артефакты . Ослабление металлических имплантатов зависит от атомного номера используемого элемента: титан обычно имеет количество +1000 HU, железная сталь может полностью погасить рентгеновское излучение и, следовательно, ответственна за хорошо известные линейные артефакты на компьютерных томограммах. . Артефакты вызваны резкими переходами между материалами с низкой и высокой плотностью, что приводит к тому, что значения данных выходят за пределы динамического диапазона обрабатывающей электроники. Двумерные КТ-изображения обычно визуализируются так, что вид выглядит так, как будто вы смотрите на них снизу вверх с ног пациента. Следовательно, левая сторона изображения находится справа от пациента и наоборот, тогда как передняя часть изображения также является передней частью пациента и наоборот. Этот обмен левыми и правыми соответствует взгляду, который обычно возникает у врачей, когда они находятся перед пациентами.

Первоначально изображения, полученные при компьютерной томографии, находились в поперечной (осевой) анатомической плоскости , перпендикулярной длинной оси тела. Современные сканеры позволяют переформатировать данные сканирования в изображения в других плоскостях . Цифровая геометрическая обработка позволяет генерировать трехмерное изображение объекта внутри тела из серии двумерных рентгенографических изображений, полученных путем вращения вокруг фиксированной оси . Эти изображения поперечного сечения широко используются для медицинской диагностики и терапии .

Контраст

Основная статья: Контрастная КТ

Контрастные вещества, используемые для рентгеновской КТ, а также для обычной пленочной рентгенографии , называются радиоконтрастами . Радиоконтрасты для КТ, как правило, основаны на йоде. Это полезно для выделения таких структур, как кровеносные сосуды, которые в противном случае было бы трудно отличить от их окружения. Использование контрастного материала также может помочь получить функциональную информацию о тканях. Часто изображения делаются как с рентгеноконтрастом, так и без него.

История

Основная статья: История компьютерной томографии

История рентгеновской компьютерной томографии восходит по крайней мере к 1917 году с появлением математической теории преобразования Радона . В октябре 1963 года Уильям Х. Ольдендорф получил патент США на «аппарат лучистой энергии для исследования избранных областей внутренних объектов, скрытых плотным материалом». Первый коммерческий компьютерный томограф был изобретен Годфри Хаунсфилдом в 1972 году.

Часто утверждают, что доходы от продажи пластинок The Beatles в 1960-х годах помогли финансировать разработку первого компьютерного томографа в EMI. Первые серийные рентгеновские компьютерные томографы фактически назывались сканерами ЭМИ.

Этимология

Слово томография происходит от греческих слов « том» — «ломтик» и «graphein » — «писать». Компьютерная томография первоначально была известна как «сканирование EMI», поскольку она была разработана в начале 1970-х годов в исследовательском отделении EMI , компании, наиболее известной сегодня своим музыкальным и звукозаписывающим бизнесом. Позже он был известен как компьютерная аксиальная томография ( КТ или компьютерная томография ) и рентгенография срезов тела .

Термин «КТ-сканирование» больше не используется в технических целях, поскольку современные компьютерные томографии позволяют проводить многоплоскостные реконструкции. Это делает компьютерную томографию наиболее подходящим термином, который используется рентгенологами в просторечии, а также в учебниках и научных статьях.

В медицинских предметных рубриках (MeSH) компьютерная аксиальная томография использовалась с 1977 по 1979 год, но нынешняя индексация явно включает рентгеновские снимки . в заголовок

Термин синограмма был введен Полом Эдхольмом и Бертилом Джейкобсоном в 1975 году.

Общество и культура

Кампании

В ответ на растущую обеспокоенность общественности и продолжающийся прогресс передовой практики в рамках Общества детской радиологии был сформирован Альянс за радиационную безопасность в детской визуализации . Совместно с Американским обществом радиологических технологов , Американским колледжем радиологии и Американской ассоциацией медицинских физиков Общество детской радиологии разработало и запустило кампанию «Image Gly», целью которой является поддержание высокого качества изображений при минимальном использовании дозы и передовые методы радиационной безопасности, доступные для педиатрических пациентов. Эта инициатива была одобрена и применена растущим списком различных профессиональных медицинских организаций по всему миру, а также получила поддержку и помощь от компаний, производящих оборудование, используемое в радиологии.

После успеха кампании Image Gly Американский колледж радиологии, Радиологическое общество Северной Америки, Американская ассоциация физиков в медицине и Американское общество радиологических технологов запустили аналогичную кампанию для решения этой проблемы среди взрослого населения. под названием «Образ с умом» .

Всемирная организация здравоохранения и Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) Организации Объединенных Наций также работают в этой области и реализуют текущие проекты, направленные на расширение передового опыта и снижение дозы облучения пациентов.

Распространенность

Количество компьютерных томографов по странам (ОЭСР)
по состоянию на 2017 год
(на миллион населения)

Страна	Ценить
Япония	111.49
Австралия	64.35
Исландия	43.68
Соединенные Штаты	42.64
Дания	39.72
Швейцария	39.28
Латвия	39.13
Южная Корея	38.18
Германия	35.13
Италия	34.71
Греция	34.22
Австрия	28.64
Финляндия	24.51
Чили	24.27
Литва	23.33
Ирландия	19.14
Испания	18.59
Эстония	18.22
Франция	17.36
Словакия	17.28
Польша	16.88
Люксембург	16.77
Новая Зеландия	16.69
Чешская Республика	15.76
Канада	15.28
Словения	15.00
Турция	14.77
Нидерланды	13.48
Россия	13.00
Израиль	9.53
Венгрия	9.19
Мексика	5.83
Колумбия	1.24

Использование КТ резко возросло за последние два десятилетия. По оценкам, в 2007 году в США было выполнено 72 миллиона сканирований. на душу населения приходится почти половина общей мощности дозы на душу населения от процедур радиологической и ядерной медицины. От шести до одиннадцати процентов компьютерной томографии делаются детям. увеличение в семь-восемь раз по сравнению с 1980 годом. Аналогичный рост наблюдался в Европе и Азии. В Калгари, Канада, 12,1% людей, поступивших в отделение неотложной помощи с неотложной жалобой, прошли компьютерную томографию, чаще всего головы или брюшной полости. Однако процент получивших КТ заметно варьировался в зависимости от врача скорой помощи , который их осматривал, от 1,8% до 25%. в отделениях неотложной помощи США КТ или МРТ выполняли 15% людей с травмами (по сравнению с 6% в 1998 году). По состоянию на 2007 год

Увеличение использования компьютерной томографии было наибольшим в двух областях: скрининг взрослых (скрининговая КТ легких у курильщиков, виртуальная колоноскопия, КТ-скрининг сердца и КТ всего тела у бессимптомных пациентов) и КТ-визуализация детей. Сокращение времени сканирования примерно до 1 секунды, устраняющее строгую необходимость оставаться неподвижным или находиться в седативном состоянии, является одной из основных причин значительного увеличения педиатрической популяции (особенно для диагностики аппендицита ). По состоянию на 2007 год в США часть компьютерной томографии выполняется без необходимости. По некоторым оценкам, это число составляет 30%. Для этого есть ряд причин, в том числе: юридические проблемы, финансовые стимулы и желание общественности. Например, некоторые здоровые люди охотно платят за компьютерную томографию всего тела в качестве скрининга . В этом случае совсем не очевидно, что выгоды перевешивают риски и затраты. Принятие решения о том, лечить ли инциденталомы и каким образом , является сложным, радиационное воздействие немаловажно, а деньги на сканирование включают в себя альтернативные издержки .

Производители

Основными производителями устройств и оборудования для компьютерной томографии являются:

• GE Healthcare
• Сименс Здоровье
• Canon Medical Systems Corporation (ранее Toshiba Medical Systems)
• Koninklijke Philips N.V.
• Fujifilm Healthcare (ранее Hitachi Medical Systems)
• Нойсофт Медицинские Системы
• Юнайтед Имиджинг

Исследовать

Компьютерная томография с подсчетом фотонов — это метод компьютерной томографии, который в настоящее время находится в стадии разработки. В типичных компьютерных томографах используются детекторы, интегрирующие энергию; Фотоны измеряются как напряжение на конденсаторе, пропорциональное обнаруженному рентгеновскому излучению. Однако этот метод чувствителен к шуму и другим факторам, которые могут повлиять на линейность зависимости напряжения от интенсивности рентгеновского излучения. Детекторы счета фотонов (PCD) по-прежнему подвержены влиянию шума, но он не меняет измеренное количество фотонов. PCD имеют несколько потенциальных преимуществ, включая улучшение отношения сигнала (и контрастности) к шуму, снижение доз, улучшение пространственного разрешения и за счет использования нескольких энергий различение нескольких контрастных агентов. PCD только недавно стали возможными в компьютерных томографах благодаря усовершенствованиям в технологиях детекторов, которые могут справиться с объемом и скоростью необходимых данных. По состоянию на февраль 2016 года КТ для подсчета фотонов используется на трех объектах. Некоторые ранние исследования показали, что потенциал снижения дозы КТ с подсчетом фотонов для визуализации молочной железы является очень многообещающим. Ввиду недавних данных о высоких кумулятивных дозах, получаемых пациентами при повторных компьютерных томографиях, возникла необходимость в разработке технологий и методов сканирования, которые снижают дозы ионизирующего излучения, получаемые пациентами, до уровней субмиллизивертов ( субмЗв в литературе) во время компьютерной томографии. процесс, цель, которая затянулась.

См. также

• Суспензия сульфата бария
• Конусно-лучевая компьютерная томография
• Дозиметрия
• Томосинтез
• Виртопсия
• Рентгеновская микротомография
• КТ-сканирование с ксеноновым усилением

Внешние ссылки

• Развитие компьютерной томографии
• Артефакты CT — PPT Дэвида Платтена
• Наполнитель А (30 июня 2009 г.). «История, развитие и влияние компьютерной визуализации в неврологической диагностике и нейрохирургии: КТ, МРТ и DTI» . Предшественники природы : 1. doi : 10.1038/npre.2009.3267.4 . ISSN   1756-0357 .
• Бун Дж. М., Маккалоу CH (2021). «Компьютерной томографии – 50 лет» . Физика сегодня . 74 (9): 34–40. Бибкод : 2021PhT....74i..34B . дои : 10.1063/PT.3.4834 . ISSN   0031-9228 . S2CID   239718717 .