CC BY
211
МЕТОДЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ: ПРИОРИТЕТЫ ПРИМЕНЕНИЯ
ЛЕКЦИЯ
В.М. Китаев УДК 616-073.7
Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова
PRIORITIES IN THE USE OF IMAGING METHODS
VM Kitaev
Последняя четверть XX века оказалась революционной в развитии лучевой диагностики. В этот период в клиническую практику успешно внедряется цифровая рентгенография, ультразвуковое исследование, рентгеновская компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная компьютерная томография (МРТ), пози-тронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Каждый год открываются принципиально новые диагностические возможности этих методов, расширяется спектр исследуемых патологических процессов, увеличивается объем и качество получаемой информации о пациенте. Сегодня нет медицинской специальности, в которой лучевая диагностика не находит применения.
В основе каждого метода лежат различные источники получения изображения, поэтому они несут разную диагностическую информацию, а получаемые изображения обладают специфическими особенностями. Основным преимуществом цифрового рентгеновского изображения является большой динамический диапазон при высокой контрастной чувствительности. Это позволяет изучать на одной рентгенограмме объекты, различно поглощающие рентгеновское излучение, с высокой контрастной чувствительностью. Кроме того, цифровое изображение исключает трудоемкий процесс проявки рентгенограмм, оно обеспечивается надежным и компактным архивом и легко передается по сетям электронной связи. Существенным недостатком цифрового изображения пока еще остается слабое пространственное разрешение, оно в 2-3 раза уступает разрешению традиционной пленочной рентгенографии.
В основе ультразвукового изображения лежит свойство ультразвуковой волны свободно распространяться по жидким средам и отражаться от плотных структур. Поэтому ультразвуковые проборы обеспечивают превосходную визуализацию структур с высоким содержанием воды - паренхиматозные органы, мышечная ткань, сосуды. В то же время визуализация жировой ткани, костной ткани затруднена, а в воздушной среде звуковая волна затухает. В силу естественной потери энергии ультразвуковой волной затруднено исследование глубоко расположенных структур. Поэтому для визуализации внутренних органов необходимо искать определенные акустические окна. В современных системах для ультра-
звуковой диагностики реализуются самые передовые технологии. Если первые приборы ограничивались 80 электронными каналами изображения, то в настоящее время на приборах экспертного класса их более 2300. Электронные датчики повышенной плотности вмещают до 592 кристаллов. Виртуальные форматы сканирования позволяют получать трехмерное и четырехмерное (развертывание в пространстве и во времени) изображения. Все это значительно повышает возможности УЗИ.
В основе КТ, как и обычного рентгеновского изображения, лежит способность различных тканей в различной степени поглощать энергию рентгеновского излучения. Поглощенная энергия преобразуется в электрические сигналы, а затем с помощью ЭВМ происходит построение видимого изображения. Поскольку рентгеновское излучение в отличие от ультразвуковой волны проникает через все ткани человека, то на пути рентгеновского луча осуществляется послойная визуализация всех анатомических структур. Следовательно, главное преимущество КТ перед УЗИ заключается в отчетливой визуализации всех структур, находящихся в плоскости прохождения рентгеновского луча. При этом качество изображения нисколько не зависит от глубины залегания тканей, условия для визуализации абсолютно одинаковые. Это позволяет получить целостное представление об исследуемой области, оценить структурные изменения во всех тканях.
Магнитно-резонансное исследование имеет принципиальное отличие от рентгеновской компьютерной томографии. При МРТ изображение строится в результате преобразования энергии электромагнитного излучения, исходящего от намагниченных (возбужденных) в сильном магнитном поле атомов водорода. При этом построение происходит по различным параметрам. Один из них - протонная плотность. Поскольку различные ткани содержат неодинаковое количество протонов, создается градиент плотностных характеристик. Два других параметра основаны на различии сигналов в продольной (Т1 релаксация) и поперечной (Т2 релаксация) намагниченности тканей. Таким образом, при МРТ оценивается три основных параметра, содержащих различную информацию, это РР (протонная плотность), Т1 и Т2 релаксация. В комплексе они позволяют выявлять структурные изменения, недоступные другим методам.
Из приведенных кратких характеристик лучевых методов становится очевидным, что каждый обладает определенными преимуществами в диагностике той или иной патологии. Различия в источниках получения изображения отражаются на их качественных характеристиках. В этой связи у практических врачей должно быть отчетливое представление о диагностических возможностях каждого метода. Нередко после проведения одного исследования больной направляется на другое, якобы уточняющее исследование, хотя в данном случае оно не показано из-за ограничения возможностей и может привести к ложноотрицательному результату. В других случаях происходит дублирование методов с получением одинакового конечного результата. Нередки ситуации, когда одну и ту же диагностическую задачу можно решить разными методами и перед врачом возникает проблема выбора. В условиях обязательного и добровольного медицинского страхования все сказанное приобретает чрезвычайную актуальность. Ниже в общих чертах рассмотрены возможности каждого лучевого метода в диагностике той или иной патологи.
Исследование головного и спинного мозга
На протяжении многих десятилетий обзорная краниография являлась единственным методом визуализации в диагностике повреждений и заболеваний головного мозга. Диагностика основывалась на выявлении повреждения костных структур черепа или обнаружении вторичных признаков поражения. При обнаружении патологии на краниограммах или без таковых, но при достаточном клиническом основании, выполнялись специальные рентгенологические методики, связанные с контрастированием ликворопроводящих путей или сосудов. В настоящее время ведущими методами диагностики заболеваний головного мозга стали КТ и МРТ. Рентгенография сохраняет приоритетное значение только при выявлении заболеваний и повреждений косных структур черепа. Среди специальных рентгенологических методик еще сохраняет значение каротидная ангиография, но в последнее время эта методика вытесняется КТ и МРТ ангиографией.
Сравнивая возможности КТ и МРТ в исследовании головного мозга, следует признать, что МРТ по информативности превосходит КТ. Вместе с тем, существуют клинические показания, при которых применение КТ имеет приоритетное значение.
1. Прежде всего, это травма головного мозга. Выбор метода, во-первых, объясняется состоянием пострадавших, которые часто находятся в состоянии мозговой комы, что затрудняет проведение МРТ. Во-вторых, в остром периоде травмы КТ с большей достоверностью обнаруживает оболочечные и внутри-мозговые гематомы, повреждения костных структур. Применение КТ целесообразно и для динамического наблюдения за течением травматического поражения головного мозга.
2. Диагностика острого нарушения мозгового кровообращения. Наиболее важный вопрос, на который необходимо ответить в случае состоявшегося острого нарушения мозгового кровообращения, заключается в разграничении геморрагического и ишемического инсультов. На КТ излившаяся кровь уже к исходу первого часа проявляется характерным повышением плотности, что позволяет безошибочно определить вид повреждения. В случаях ишемического инсульта первые структурные изменения в виде отека зоны поражения начинают отображаться на МРТ через 12 часов, на КТ - через 24 часа и более. Поэтому в течение 12 часов состоявшегося инсульта методом выбора должна быть КТ, цель которой заключается в исключении кровоизлияния. Следует отметить, что обозначенные сроки появления первых признаков ишемического инсульта на компьютерных и магнитно-резонансных томограммах касаются только нативных исследований. Применение инфузионных и перфузионных методик позволяет обнаруживать изменения уже в первые часы заболевания.
3. Сегодня, говоря о показаниях к применению КТ, нельзя не назвать диагностику аневризм внутримозговых сосудов методом КТ ангиографии. Современные компьютерные томографы позволяют получать изображения с высоким разрешением тонкими срезами за короткий промежуток времени, что обеспечивает качественное изображение сосудов и превосходную реконструкцию изображений.
Применение КТ также эффективно при многих других клинических состояниях. Это определение посттравматических и постинсультных изменений головного мозга, диагностика энцефалопатии, нарушения ликворо-динамики, аномалий и пороков развития, диагностика опухолей. Безусловно, эти заболевания с наибольшей очевидностью обнаруживаются при МРТ. Поэтому выбор метода должен определяться его доступностью и экономическим фактором. Отдельно следует остановиться на диагностике опухолей головного мозга, поскольку исключение образования головного мозга является частой причиной направления на лучевое исследование. Какой сделать выбор? Конечно, при доступности МРТ следует выбрать этот метод. Однако ошибочно считать КТ недостаточно эффективной для диагностики объемных образований, особенной при обследовании пожилых людей. Опухоли головного мозга, даже если опухолевый узел не визуализируется, проявляются перифокальным отеком белого вещества, объемным воздействием на структуры мозга, нарушением ликвородинамики и другими признаками, которые будут непременно замечены на компьютерных томограммах. В равной степени это относится к случаям выявления метастатического поражения. Вместе с тем следует иметь в виду, что мелкие очаги метастатического поражения могут не проявляться заметным перифокальным отеком, поэтому для их выявления необходимо применять исследование с контрастным усилением.
Несмотря на большие возможности КТ в диагностике патологии головного мозга, все-таки существуют состояния, при которых она неэффективна, и методом выбора становится МРТ.
1. Среди абсолютных показаний для направления на МРТ в первую очередь необходимо назвать подозрение на рассеянный склероз и другие демиелинизирующие заболевания. При КТ эти заболевания можно обнаружить только в стадии формирования маляционных кист, и то при условии их достаточного размера (1 см и более). В остром периоде заболевания изменения, как правило, не получают отображения на КТ. В то же время, следует заметить, что и при МРТ свежие очаги поражения достовернее обнаруживаются в условиях исследования с внутривенным контрастным усилением.
2. Как было сказано выше, при МРТ ишемические изменения обнаружатся раньше и с большей очевидностью. Поэтому при ишемическом инсульте давностью более 12 часов предпочтение следует отдавать МРТ.
3. Диагностика микроаденом гипофиза. При КТ возможна успешная диагностика только больших аденом, размер которых соизмерим с гипофизом. Диагностика микроаденом, встречающихся наиболее часто, сложна, и в решении этой сложной диагностической задачи наибольший успех сопутствует МРТ.
4. Диагностика артериовенозных мальформаций и выполнение МР ангиографии. На компьютерных томограммах сосудистые аномалии в большей или меньшей степени заявляют о себе при наличии обызвествлений в их структуре, а также при состоявшемся кровоизлиянии или его последствиях. Напротив, при МРТ патологическая сеть сосудов проявляется со всей очевидностью даже при отсутствии осложнений. Кроме того, МРТ позволяет получать изображение сосудов Велизиева круга без введения контрастного вещества.
5. Выявление продолженного роста и рецидива опухоли головного мозга. Сложность диагностики объясняется сопутствующими послеоперационными изменениями, которые в наибольшей степени отображаются в первые два месяца после оперативного лечения. Но для успешной диагностики во многих случаях приходится применять контрастное усиление.
Заканчивая краткий обзор показаний к лучевым исследованиям головного мозга необходимо заметить, что в сложных случаях иногда для постановки диагноза приходится применять оба метода и использовать внутривенное контрастное усиление.
Для исследования спинного мозга методом выбора является МРТ, поскольку на компьютерных томограммах содержимое дурального мешка не дифференцируется, и опухоли, которые не вызывают вторичного изменения костных структур позвоночного столба, при КТ обычно пропускаются. В равной степени за пределами разрешающей возможности метода лежат структурные изменения спинного мозга при различных з аб олев аниях.
Что касается диагностики заболеваний позвоночника, то методом КТ эффективно обнаруживаются грыжи межпозвонковых дисков и другая патология позвоночного столба. Вместе с тем, воспалительные и опухолевые поражения позвоночника обнаруживаются при МРТ на более ранней стадии.
Исследование грудной полости
В исследовании органов грудной полости ведущая роль принадлежит рентгенологическому методу. В рентгенодиагностике заболеваний легких накоплен огромный опыт. Во всех случаях исследование должно начинаться с обзорной рентгенографии (цифровой рентгенографии), которая при необходимости дополняется специальными рентгенологическими методиками, арсенал которых достаточно велик. Возникает правомерный вопрос о роли и месте других лучевых методов, особенно КТ, в диагностике заболеваний органов грудной полости. По нашему мнению, показания к КТ органов грудной полости можно разделить на абсолютные и относительные. К абсолютным показаниям следует отнести следующие клинические ситуации.
1. Диагностика и определение резектабельности рака легкого. Довольно часто при обычном рентгенологическом исследовании обнаруживаются изменения, предполагающие рак легкого. Задача КТ должна заключаться в уточнении выявленных изменений, и цепочка диагностических исследований в этих случаях должна состоять из двух звеньев: обзорная рентгенография - КТ. Не менее важно определение резектабельности опухоли. Степень прорастания опухоли в средостение, ее взаимоотношение с легочными сосудами и венами, состояние противоположного легкого, - это принципиальные задачи, на которые необходимо дать ответ при КТ.
2. Изучение состояния бронхиального дерева. Несколько лет назад эта задача успешно решалась применением бронхографии. В настоящее время компьютерные томографы позволяют получать выделенное изображение всего бронхиального дерева. Но и без современных продвинутых технологий реконструкции томограмм, по аксиальным срезам можно дать заключение о состоянии просвета бронхов, толщины их стенки, наличии образований.
3. Диф ф еренциальная диагностика одиночного узла. Это давняя проблема в рентгенологии, и ошибочно считать, что с появлением КТ она нашла решение. Тем не менее, применение КТ в ряде случаев позволяет установить диагноз. В большей степени, упрощается диагностика туберкулем, артериовенозных мальформаций, частота которых достаточно высока, ретенционных кист.
4. Диагностика аденопатии. Рентгенологическое исследование успешно обнаруживает увеличение лимфатических узлов бронхопульмональных групп. Что касается лимфатических узлов средостения, то этим методом выявляется крайняя степень увеличения, когда узлы имеют достаточно большие размеры и спаяны в конгломераты.
Метод компьютерной томографии безошибочно определяет любую трансформацию лимфатических узлов всех групп.
5. Диагностика патологии средостения. Долгое время в ведущих клиниках для диагностики образований средостения применялись различные инвазивные методики (например, пневмомедиастинография). В настоящее время с этой целью наиболее часто применяется КТ. Однако для диагностики опухолей сердца, перикарда с успехом применяются различные модификации УЗИ. Весьма эффективно и перспективно применение МРТ.
6. КТ ангиография легочных артерий. Эта методика завоевывает все большее признание. По чувствительности она превосходит обычную ангиографию, поскольку обнаруживает даже пристеночные тромбы, которые часто остаются за пределами разрешающей способности ангиографии.
К относительным показаниям можно отнести диагностику патологии грудной стенки и плевры, диагностику воспалительных и деструктивных изменений легочной ткани, изучение интерстициальных процессов. В группу "относительных" показаний мы относим их по той причине, что цель исследования может быть достигнута и другими методами лучевого исследования. Например, диагностика заболеваний плевры и грудной стенки может успешно решаться применением УЗИ, деструктивные изменения обнаруживаются при традиционной линейной томографии и т.д. Вопрос выбора метода исследования в этих случаях должен решаться индивидуально, с учетом загруженности компьютерного томографа, радиационной безопасности, экономического фактора и главное - предполагаемого конечного результата. В этой связи большое значение приобретает анализ первичного рентгенологического исследования (рентгенографии), на основании которого должна определяться цепочка наиболее рационального диагностического поиска, при этом недопустимо как дублирование диагностических методов, так и исследование по принципу «от простого к сложному».
Исследование брюшной полости
Значение УЗИ в диагностике патологии брюшной полости и забрюшинного пространства трудно переоценить. Если на заре становления применение метода ограничивалось исследованием только паренхиматозных органов, то современные ультразвуковые приборы позволяют исследовать мочеточник на всем его протяжении. Именно благодаря УЗИ в настоящее время решается большинство диагностических задач или проводится скрининговый отбор для дальнейшего углубленного исследования с применением других методов визуализации. В этой связи врач, работающий в области лучевой диагностики, обязан давать грамотные рекомендации по применению уточняющих методик. Ниже в общих чертах рассмотрены возможности других методов визуализации в сравнении с УЗИ.
Прежде чем приступить к рассмотрению поставленного вопроса, следует подчеркнуть, что в диагностике заболеваний полых органов, в частности пищеварительного тракта, приоритет среди лучевых методов по-прежнему принадлежит рентгенологическому методу, а все остальные лучевые методы предназначены для уточнения диагноза. Мы не будем оспаривать этот всеми признанный факт и разберем вопросы, касающиеся диагностики патологии паренхиматозных органов и живота в целом. Если сравнивать разрешающую способность УЗИ и КТ, то следует признать, что ультразвуковое изображение в плане детализации структуры паренхиматозных органов, несомненно, выигрывает. На ультразвуковом изображении печени отчетливо видна паренхима, соединительно-тканные прослойки, сосуды. На изображениях почки удается различить структу коркового и мозгового вещества, выделить пирамидки. В противоположность этому на компьютерных томограммах печень отображается в основном однородной структурой, такой же однородной структурой представлено отображение корково-мозгово-го вещества почки. Однако на КТ очень хорошо видно состояние соседних органов, чего нельзя получить при УЗИ. Исходя из этих особенностей, можно сформулировать следующие показания к применению КТ.
1. Уточнение патологических изменений, по которым при УЗИ не получено однозначного заключения. В абсолютном большинстве случаев УЗИ позволяет решать диагностические задачи, связанные с патологией в паренхиматозных органах, более того, разрешающая способность метода в оценке состояния структуры этих органов выше. При КТ очень трудно обнаруживаются холестериновые камни желчного пузыря, жидкость с обильным содержанием белка на компьютерных томограммах симулирует солидные массы и т.д. Поэтому необходимость в КТ возникает лишь в некоторых частных случаях. К ним следует отнести трудность визуализации органа после неоднократных попыток, вызванная различными причинами (тучные больные, послеоперационные изменения и др.). С другой стороны, некоторые патологические образования, обнаруженные при УЗИ, не имеют специфических черт, поэтому для их интерпретации приходится применять другие методы (КТ, МРТ).
2. Вторая группа показаний к КТ включает определение распространения I злокачественной опухоли любой локализации. КТ с большей точностью позволяет определить прорастание опухоли через стенку, капсулу органа и за его пределы, оценить состояние регионарных и отдаленных лимфатических узлов.
3. Выявление рецидива злокачественных опухолей любой локализации. Применяя КТ можно своевременно диагностировать как местный рецидив (продолженный рост) опухоли, так и появление отдаленного метаста-зирования, в то время как при некоторых оперативных вмешательствах (например, экстирпация прямой кишки) УЗИ с целью выявления местного рецидива неэффективно.
4. Диагностика объемных образований брюшной полости и забрюшинного пространства, локализованных вне паренхиматозных органов. Диагностика этих образований для УЗИ представляет большие трудности, поскольку часто опухоли имеют мезенхимальную природу, содержат в своей структуре жировую ткань. Визуализации часто препятствуют петли кишечника. Все перечисленное затрудняет УЗИ и не является преградой для КТ.
5. Выявление увеличения лимфатических узлов брюшной полости и забрюшинного пространства.
6. Диагностика неотложных состояний и послеоперационных осложнений. Значение УЗИ и в диагностике неотложных состояний общепризнано и неоспоримо. В данном случае речь идет о тех случаях, когда проведение УЗИ оказывается малоинформативным.
7. Определение патологических изменений надпочечников. Окружающая надпочечник жировая ткань создает трудности для визуализации этого органа ультразвуковым методом, поэтому диагностика гиперплазии надпочечника, небольших аденом крайне затруднена. Напротив, жировая ткань создает прекрасный фон для исследования надпочечников методом КТ, что позволяет
обнаруживать мельчайшие структурные и объемные изменения.
8. Проведение КТ ангиографии. Успешное выполнение этой методики зависит от класса компьютерного томографа. Для получения изображений высокого качества необходимо многосрезовое субсекундное сканирование с высоким разрешением. В настоящее время, обсуждая вопросы диагностики заболеваний брюшной полости и забрюшинного пространства, нельзя обойти метод МРТ. Современные высокопольные магнитные томографы обладают большими потенциальными возможностями. Многие вопросы диагностики, например, патология печени, уже разработаны и давно заняли достойное место в алгоритме лучевых исследований. Но эти вопросы требуют отдельного обсуждения. В заключении необходимо еще раз подчеркнуть, что выбор метода лучевого исследования должен исключать как направление «от простого к сложному», так и дублирование методик. В месте с тем, в ряде случаев необходимо комплексное применение методов, поскольку это дает возможность всестороннего изучения патологического процесса.
