4 курс / Лучевая диагностика / Томография сердца

Рис. 1.14. Первый магнитно-резонансный томограф, установленный в Институте кардиологии (1984 г.)

Рис. 1.15. Магнитно-резонансная томограмма сердца, выполненная на первом в СССР МР-томографе Bruker 0,23 Тл. Методика спин-эхо, поперечная плоскость. Стрелкой указана зона острого инфаркта миокарда перегородочной локализации (1986 г.)

В 1986 г. МР-томограф «Акутскан» (Финляндия) с напряженностью поля 0,04 Тл был установлен в НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко, а в 1988

Медицинские книги

@medknigi

г. появляется Международный томографический центр в Новосибирске, открываются центры в Казанском Республиканском медицинском диагностическом центре, в ЦКБ Медицинского отдела РАН, в Ростове-на- Дону.

Рис. 1.16. Годфри Хаунсфилд и профессор С.К. Терновой на Х Всемирном конгрессе кардиологов. Вашингтон, 1986 г.

В 1991 г. в Кардиологическом научном центре в отделе томографии был установлен первый в России высокопольный томограф (1,5 Тл, Magnetom SP63, Siemens). В 1996-1998 гг. на этом томографе, впервые в научноисследовательской практике, были начаты работы по использованию фосфорной МР-спектроскопии скелетных мышц у космонавтов и у пациентов с перемежающейся хромотой. Методика МР-спектроскопии по фосфору основана на изучении содержания в тканях макроэргических фосфатов: аденозинтрифосфата, фосфокреатинина (ФКр), неорганического фосфата, которые играют большую роль в энергетическом обмене клетки. Первые работы in vivo в отделении томографии проводили совместно с учеными из Европейского центра аэрокосмических исследований DLR (Германия). МР-спектроскопия по фосфору была проведена космонавтам и астронавтам до и после полета на станцию «Мир».

Институт кардиологии ВКНЦ АМН СССР стал первым учреждением страны, в котором были показаны возможности использования МРТ в

Медицинские книги

@medknigi

диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, в неврологии, уронефрологии, травматологии, акушерстве и гинекологии и т.д. В 1990-х гг. с помощью МРТ и пошаговой КТ в отделе получали высококачественные изображения сердца и сосудов, но недостатками методов были статичность изображений, отсутствие функциональной информации. В последующие годы с внедрением новых, более совершенных томографов и соответственно методик, в отделе были проведены исследования, демонстрирующие возможности методов томографии в изучении функции органов (миокарда, мозга, почек).

Рис. 1.17. Электронно-лучевой томограф Imatron С-100, функционировавший в Российском кардиологическом центре

В 1997 г. в отделе был установлен ЭЛТ (рис. 1.17). Метод давал возможность изучать быстропротекающие динамические процессы, такие как движение болюса контрастного вещества в сосудах, перфузию миокарда и головного мозга. С помощью ЭЛТ можно было одновременно получать динамические изображения 8 параллельных слоев, а также выполнять различные функциональные пробы (например, велоэрго-метрию) и, кроме того, вкупе с проспективной кардиосинхронизацией получать изображения не только миокарда, но и коронарных артерий в реальном времени. С позиций сегодняшнего дня можно сказать, что ЭЛТ стала прообразом МСКТ.

Медицинские книги

@medknigi

То есть врач за одно короткое по времени исследование мог оценить объем камер сердца, миокард, сократимость, перфузию сердечной мышцы и коронарные артерии (кроме дистальных сегментов). В дальнейшем на смену ЭЛТ пришла мультиспиральная КТ, которая стала наиболее эффективным неинвазивным методом выявления атеросклероза коронарных артерий, оценки степени стенозирования коронарных артерий, проходимости шунтов. В настоящее время в Национальном медицинском исследовательском центре

кардиологии (НМИЦ кардиологии) Минздрава России без данных МСКТ не проводятся гибридные операции на сердце. Сотрудниками отдела томографии внедрен в практику протокол исследования, который предоставляет хирургу полную информацию как для успешного проведения оперативного пособия, так и для оценки результатов гибридных вмешательств.

Таким образом, отдел томографии, становление которого более 35 лет назад началось в маленькой лаборатории, в настоящее время является одним из наиболее важных и востребованных звеньев среди диагностических служб НМИЦ кардиологии. В настоящее время в отделе установлена самая современная аппаратура последнего поколения (рис. 1.18), в том числе 640-срезовый мультиспиральный томограф и МРтомограф мощностью 3 Тл, что позволяет не только оказывать высокотехнологичную помощь населению, но и активно участвовать в подготовке специалистов лучевой диагностики.

Томографические методы диагностики прошли большой путь развития от научных открытий в математике и физике до внедрения технологий в клиническую практику. В результате этого методы МСКТ и МРТ на сегодняшний день активно используются в различных областях медицины. Результаты КТ и МРТ не только сокращают путь к точному диагнозу, но и во многом определяют подходы к лечению пациента и прогноз заболевания.

Медицинские книги

@medknigi

Рис. 1.18. Современные магнитно-резонансный и мультиспиральный компьютерный томографы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Андроникошвили Э.А., Мревлишвили Г.М. // Доклады АН СССР. - 1968. - Т. 183. - Вып. 2. - С. 463.

2.Беленков Ю.Н., Рубашов И.Б., Крутских В.И., Кнорин Э.А. Опыт применения ЯМР-томографии // Тер. архив. - 1984. - № 2. - С. 108-110.

3.Беленков Ю.Н., Терновой С.К., Синицын В.Е. Магнитно-резонансная томография сердца и сосудов. - М.: Видар, 1997.- 144 с.

4.Беличенко О.И., Шария М.А., Арабидзе Г.Г. Магнитно-резонансная томография почек у больных артериальной гипертонией - М.: Издательский дом «Русский врач», 2000.

5.Евгений Константинович Завойский. Материалы к биографии. - Казань: УНИПРЕСС, 1998.

6.Завойский Е.К., Рудаков Л.И. Физика плазмы. - М., 1967

7.Лукьяненок П.И. К истории вопроса о развитии магнитно-резонансной томографии в России // Сибирский медицинский журнал. - 2001. - № 1. - С. 53-56.

8.Иванов В.А. Авторское свидетельство № 1112266. Способ определения внутреннего строения материальных объектов. 07.09.1984 (приоритет от

21.03.1960).

9.Ринкк П.А. Магнитный резонанс в медицине. - М.: ГЭОТАР-Мед, 2003.

10.Самбыкина Э.А. О развитии компьютерной томографии. - Киев: Институт проблем регистрации информации НАН Украины.- 91 с.

Медицинские книги

@medknigi

11.Синицын В.Е., Терновой С.К. Магнитно-резонансная томография в новом столетии // Радиология - практика. - 2005. - № 4. - С. 17-22.

12.Терновой К.С., Синьков М.В. и др. Введение в современную томографию. - К.: Наук. думка, 1983.

13.Терновой С.К. Развитие современных методик томографии в России // Сердечно-сосудистая патология. Современное состояние проблемы. Сборник трудов. К 80-летию академика Е.И. Чазова. - М.: Медиа Медика,

2009. - С. 274-285.

14.Терновой С.К., Веселова Т.Н., Синицын В.Е. Возможности магнитнорезонансной спектроскопии по фосфору в изучении энергетического метаболизма скелетных мышц // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2002. - № 3. - С. 348-355.

15.Тетельбаум С.И. О методе получения объемных изображений при помощи рентгеновского излучения // Известия Киевского ордена Ленина политехнического института. - 1957. - Т. XXII. - C. 154-160.

16.Чазов Е.И. Место и роль высоких технологий в кардиологической практике // Тер. архив. - 1999. - № 6. - С. 10-16.

17.Шария М.А. Магнитно-резонансная томография // Основы лучевой диагностики и терапии: Национальное руководство по лучевой диагностике / гл. ред. серии С.К. Терновой. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. -

992с.

18.A brief history of CT [Электронный ресурс]. - URL: http://www.impactscan. org/CThistory.htm.

19.CT Historical Time Line [Электронный ресурс]. - URL: https://wiki.uiowa. edu/display/881886/CT+Historical+Time+Line

20.Damadian R. Tumor detection by nuclear magnetic resonance // Science. - 1971. - Vol. 171. - P. 1151-1153.

21.Early Days of CT: Innovations (Both Good and Bad) [Электронный ресурс]. - URL: http://www.aapm.org/meetings/amos2/pdf/42-12236-29343- 41.pdf

22.Filler A. The History, Development and Impact of Computed Imaging in Neurological Diagnosis and Neurosurgery: CT, MRI, and DTI // The Internet Journal of Neurosurgery. - 2010. - Vol. 7, N. 1.

Медицинские книги

@medknigi

23.Lauterbur P.G. Image formation by induced local interactions: examples employing nuclear magnetic resonance // Nature. - 1973. - Vol. 242. - P. 190-

24.MacWilliams B. Russian claims first in magnetic imaging // Nature. - 2003, Nov. - N 426 (6965). DOI:10.1038/426375a. PMID 14647349. Bibcode:

2003Natur.426..375M.

25.The Evolution of CT Scan Clinical Trials [Электронный ресурс]. - URL: http://www.bioclinica.com/blog/evolution-ct-scan-clinical-trials.

26.Timeline of MRI [Электронный ресурс]. - URL: http://www.fonar.com/ timelineofmri.htm

Медицинские книги

@medknigi

Глава 2. Технические аспекты выполнения компьютерной томографии сердца, принципы обработки изображения на рабочих станциях

Сердце - орган, находящийся в непрерывном движении. Чтобы получить его статическое КТ-изображение без артефактов от движения, требуется высокое временное разрешение. В настоящее время МСКТ сердца выполняется на современных многослойных томографах с множественными параллельными рядами детекторов (от 64 до 320), которые обладают высокой временной и пространственной разрешающей способностью. МСКТ основана на системах с механической ротацией. Время оборота трубки в таких томографах составляет 275-350 мс. На современных томографах возможно достигнуть временного разрешения 58-175 мс в зависимости от сердечного ритма, времени ротации и возможностей сегментарной реконструкции. При этом происходит постоянное вращение трубки при непрерывном поступательном движении стола, что позволяет получать изображение всего заданного объема томографирования (рис. 2.1). В томографах последнего поколения с 320 рядами детекторов и применением математических технологий получения 640 срезов возможны объемное (не спиральное) томографирование 16 см по оси z за один оборот (на 360°) блока трубки и детекторов, сбор и сохранение данных по всем направлениям (рис. 2.2). Такие системы позволяют захватывать всю область сердца за один сердечный цикл, что ведет к уменьшению артефактов движения, связанных с изменением сердечного ритма, пульсацией магистральных сосудов и дыханием во время сбора данных.

Благодаря использованию сложной z-фильтрации (или алгоритма конического пучка) на современных МСКТ определяется незначительное влияние объемного эффекта и низкое соотношение «сигнал/шум». А использование изотропного вокселя позволяет получить идентичные изображения с любой точки просмотра изображения, что дает возможность точной трехмерной реконструкции изображения без искажения его истиной картины (рис. 2.3).

Медицинские книги

@medknigi

Рис. 2.1. Схема спиральной и мультиспиральной компьютерной томографии по М. Хофер [4]. Сбор данных исследования пациента происходит во время постоянного движения стола и непрерывного вращения трубки и рядов детекторов. При этом трубка описывает винтовую траекторию вокруг пациента

Исследование сердца проводится на одной задержке дыхания для устранения дыхательных артефактов. Чтобы устранить артефакты от движения сердца, то есть поймать фазу относительной неподвижности сердца, обязательна синхронизация с ЭКГ. При МСКТ сердца используются две методики кардиосинхронизации: проспективная и ретроспективная. При проспективной синхронизации последовательные срезы выполняют в определенную фазу сердечного цикла, триггером включения трубки служит зубец R сигнала ЭКГ (рис. 2.4). Время получения одного среза может быть сокращено за счет техники частичного томографирования (половинное томографирование - реконструкция полного объема данных на основании поворота трубки на 180°). Время задержки выбирается так, чтобы томографирование совпало с фазой диастолы, и обычно составляет от 60 до 80%, в зависимости от частоты сердечных сокращений (ЧСС) (табл. 2.1). Недостатком этого метода является невысокое временное разрешение и относительно малый объем (по оси z) томографирования на одной задержке дыхания, преимущества

Медицинские книги

@medknigi

мультиспиральной томографии в этом случае полностью не используются. При этом следует учитывать, что невозможно реконструировать изображение сердца в другую фазу цикла,

Рис. 2.2. Схема объемной томографии. Сбор данных исследования пациента происходит за один оборот трубки и рядов детекторов, при этом стол с пациентом остается неподвижен если вас не устраивает качество оцениваемой КТ-картины, например, двойной контур или размытость коронарных артерий от движения сердца. Однако немаловажен тот факт, что при проспективной синхронизации с ЭКГ лучевая нагрузка существенно ниже, чем при ретроспективной кардиосинхронизации (рис. 2.5). Чаще всего этот метод синхронизации используют для оценки коронарного кальциноза.

Медицинские книги

@medknigi