Компьютерная томография: некоторые аспекты теории и практики

Компьютерная томография (КТ) все шире внедряется в практическое здравоохранение России и стран СНГ. Приобретаются современные томографы спирального типа. Некоторые отделения с высокой интенсивностью принимают амбулаторных пациентов. Бесплатное медицинское страхование покрывает лишь небольшой процент КТ-исследований, поэтому многие амбулаторные пациенты сами оплачивают эту диагностическую процедуру, а некоторые сами ее себе назначают, не побывав предварительно у врача (Jargin S.V., 2008).

Сканирование выполняется по стандартной методике, что занимает несколько минут, затем пациента отпускают и приглашают следующего. В присутствии больного просматривается в лучшем случае обзорная рентгенограмма и несколько срезов. Подробный просмотр всех срезов и их описание врач производит вечером, после окончания приема больных. Это позволяет ускорить прием, а также раньше отпустить домой лаборантов. Врачи при этом, в нарушение гигиенических норм и трудового законодательства, работают иногда по ≥14 ч/сут. Помимо потенциального вреда для здоровья, такая длительность работы с монитором компьютера может сопровождаться снижением качества диагностики в результате утомления.

При подобной организации приема у врача нет возможности выполнить, даже при наличии соответствующих показаний, исследование с большей разрешающей способностью или измененными параметрами сканирования. Это может оказаться необходимым при наличии мелкого или сомнительного патологического очага (например пневмониеподобного инфильтрата в легком, который может оказаться бронхиоло-альвеолярным раком). Выражаясь языком патоморфолога, отсутствует возможность «перейти на большое увеличение». Понятно, что при этом повышается риск пропустить или неадекватно описать подозрительный очаг.

Подобная практика обусловлена заблуждениями, происходящими из неправильных толкований зарубежной (часто имеющей рекламный характер) и отечественной литературы. Фирмы-производители и дистрибьюторы поставляют вместе с аппаратурой брошюры и проспекты иногда с непоследовательным, фрагментарным изложением материала. Изучение такой литературы не дает возможности разобраться в физическом смысле основных понятий (коллимация, pitch, толщина томографического слоя). К сожалению, искаженное впечатление создается также от чтения широко используемого руководства И.Е. Тюрина (2003).

Разберем для примера цитату из этого издания (с. 72–73): «Непрерывный цикл сканирования при спиральной КТ позволяет реконструировать томографические срезы на любом уровне вдоль продольной оси… При спиральной КТ положение реконструируемого слоя не зависит от основных параметров сканирования, а именно от скорости смещения стола и положения источника излучения. Поскольку сканирование производится непрерывно, положение каждого томографического слоя и расстояние между прилежащими слоями выбираются оператором произвольно не только до, но и после сканирования… Возможность произвольного расположения томографических слоев заданной толщины вдоль продольной оси сканирования позволяет формировать блоки из частично перекрывающихся срезов, причем степень взаимного наложения практически не ограничивается… Именно это обстоятельство в значительной степени определяет важные преимущества спиральной КТ — более высокое пространственное разрешение вдоль продольной оси сканирования… При последовательной КТ аналогичный эффект может быть достигнут только в том случае, если шаг стола будет меньше толщины томографического слоя… При спиральной КТ взаимное наложение срезов не связано с процессом сканирования, т.е. является постпроцессорной процедурой. Уменьшается возможность пропуска небольших патологических образований… расположение патологических образований между томографическими слоями, как это может происходить в традиционой КТ, исключается».

Из приведенной цитаты и других подобных материалов складывается впечатление, что спиральная КТ обеспечивает поток информации, на основании которого компьютер может синтезировать изображение в любой плоскости от начальной до конечной плоскости сканирования. Такое предположение неверно по той причине, что объем информации при этом стремился бы к бесконечности. На самом деле компьютер располагает лишь той информацией, которая получена в результате усреднения рентгенологической плотности ткани, охваченной пучком излучения (толщине пучка соответствует величина коллимации). Патологические очаги, оказавшиеся между петлями спирали, могут остаться незамеченными.

Известно, что достоверное выявление очагов, размер которых меньше толщины пучка излучения (коллимации), невозможно. Более того, во многих случаях минимальный размер выявляемых очагов определяется не коллимациией, а шагом спирали (спираль — это траектория гентри, то есть рамы, несущей источники рентгеновского излучения и датчики). Обычно шаг спирали больше величины коллимации. Отношение шага спирали к величине коллимации называется pitch. Если pitch больше единицы — разрешающая способность (минимальный размер достоверно выявляемых очагов) определяется не коллимацией, а шагом спирали. Все эти нехитрые истины трудно уяснить из литературы, имеющейся в распоряжении врачей-специалистов по КТ. Следует также отметить, что в руководстве И.Е. Тюрина, в многочисленных таблицах параметров сканирования, рекомендуемых при тех или иных заболеваниях, понятия «шаг спирали» и «pitch» даются в качестве синонимов, что не соответствует физическому смыслу этих понятий. В книге говорится, что разрешающая способность метода зависит от величины коллимации, тогда как в таблицах шаг спирали превосходит коллимацию в 1,5–2 раза. Тот факт, что разрешение в этих случаях определятся не коллимацией, а шагом спирали, то есть смещением стола за один оборот трубки, ускользает от читателя.

Технология КТ прогрессирует, что сопровождается уменьшением времени сканирования и повышением качества изображения. Однако это не дает оснований для отказа от основополагающего принципа анализа изображения, общего для рентгенологических и микроскопических методов: при наличии подозрения на патологический процесс (мелкий очаг или подозрительное изменение рентгенологической плотности) необходимо иметь возможность «перейти на большое увеличение», то есть сразу повторить исследование с соответствующим разрешением и, при необходимости, с изменением других параметров сканирования (изменение угла наклона гентри и пр.)

Для устранения указанных недостатков следует выполнять просмотр всех срезов в присутствии больного, чтобы при необходимости сразу выполнить повторное сканирование подозрительного участка с требуемым изменением параметров. Суммарное время исследования при этом остается без изменения или уменьшится: врачу не потребуется дважды вникать в проблематику случая. Суммарная лучевая нагрузка будет меньше, чем при выполнении двух отдельных исследований. Для сохранения прежнего количества принимаемых больных необходимо увеличить часы приема, а значит, и время работы лаборантов. Однако мы не видим причин, почему лаборанты не могли бы работать сверхурочно так же, как это делают врачи уже на протяжении многих лет. Сообщается также о повышении производительности КТ при одновременной работе нескольких лаборантов (Boland G.W. et al., 2008).

Следует также отметить, что в современных клинических центрах врачи имеют доступ к рентгенологическим изображениям через компьютерную сеть (van Ooijen P.M. et al., 2004). У нас во многих больницах, помимо словесного описания, клиницист может получить разве что изображение на рентгеновской пленке, которая за рубежом для этой цели давно не используется.

Адрес для переписки:
Яргин Сергей Вадимович
115184, Mocквa, пер. Климентовский, д. 6, кв. 82
E-mail: [email protected]

Ссылки

• 1. Тюрин И.Е. (2003) Компьютерная томография органов грудной полости. ЭЛБИ, СПб., 371 с.
• 2. Boland G.W., Houghton M.P., Marchione D.G. et al. (2008) Maximizing outpatient computed tomography productivity using multiple technologists. J. Am. Coll. Radiol., 5(2): 119–125.
• 3. Jargin S.V. (2008) Computed tomography in Russia: quality and quantity. J. Am. Coll. Radiol., 5(11): 1161.
• 4. van Ooijen P.M., Bongaerts A.H., Witkamp R. et al. (2004) Multi-detector computed tomography and 3-dimensional imaging in a multi-vendor picture archiving and communications systems (PACS) environment. Acad. Radiol., 11(6): 649–660.