- •Медична і біологічна фізика Підручник для студентів вищих медичних закладів освіти III - IV рівнів акредитації.
- •1.1. Механічні властивості біологічних тканин
- •1.1.2. Деформація біологічних тканин
- •1.2. Плин в'язких рідин у біологічних системах
- •1.2.1. В'язкість рідини
- •1.2.2. В'язкість крові
- •1.2.3. В'язко-пружні властивості біологічних тканин
- •1.2.4. Основні рівняння руху рідини
- •1.2.5. Критерії механічної подібності рідин, що рухаються
- •1.2.6. Пульсові хвилі
- •1.3. Механічні коливання
- •1.3.1. Гармонічні коливання та їх основні параметри
- •1.3.2. Затухаючі коливання і аперіодичний рух
- •1.3.3. Вимушені коливання
- •1.3.4. Явище резонансу і автоколивання
- •1.3.5. Додавання гармонічних коливань
- •1.4. Механічні хвилі
- •1.4.1. Хвильове рівняння. Поздовжні і поперечні хвилі
- •1.4.2. Потік енергії хвилі. Вектор Умова
- •1.5. Акустика. Елементи фізики слуху. Основи аудіометрії
- •1.5.1. Природа звуку, його основні характеристики (об'єктивні і суб'єктивні)
- •1.5.2. Закон Вебера-Фехнера
- •1.5.3. Ультразвук
- •1.5.4. Інфразвук
- •1.6. Практикум з бюреології
- •1.6.1. Лабораторна робота №1 "Дослідження пружних властивостей біологічних тканин"
- •1.6.2. Лабораторна робота №2 "Визначення коефіцієнта в'язкості"
- •2.1. Електростатика
- •2.1.1. Основні характеристики електричного поля
- •2.1.2. Електричний диполь
- •2.1.3. Діелектрики, поляризація діелектриків
- •2.1.4. Діелектричні властивості біологічних тканин
- •2.1.5. П'єзоелектричний ефект
- •2.2. Постійний струм. Електропровідність біологічних тканин
- •2.2.1. Характеристики електричного струму
- •2.2.2. Електропровідність біологічних тканин ірідин
- •2.2.3. Дія електричного струму на живий організм
- •2.3. Магнітне поле
- •2.3.1. Магнітне поле у вакуумі і його характеристики
- •2.3.2. Закон Біо-Савара-Лапласа
- •2.3.3. Дія магнітного поля на рухомий електричний заряд. Сила Ампера і сила Лоренца
- •2.3.4. Магнітні властивості речовини
- •2.3.5. Магнітні властивості тканин організму, фізичні основи магнітобіології
- •2.4. Електромагнітні коливання
- •2.4.1. Рівняння електричних коливань
- •2.4.2. Вимушені електричні коливання, змінний струм
- •2.4.3. Повний опір кола змінного струму (імпеданс). Закон Ома для кола змінного струму
- •2.4.4. Імпеданс біологічних тканин
- •2.5. Електромагнітні хвилі
- •2.5.1. Струм зміщення
- •2.5.2. Рівняння Максвелла
- •2.5.3. Плоскі електромагнітні хвилі. Вектор Умова-Пойнтінга
- •2.5.4. Шкала електромагнітних хвиль
- •2.6. Семінар "методика одержання, реєстрації та передачі медико-бюлогічної інформації"
- •2.6.1. Прилади для вимірювання електричних параметрів та їх класифікація
- •2.6.2. Вимірювання сили струму, напруги, ерс, опору в електричному колі
- •2.6.3. Осцилографи, генератори, підсилювачі, датчики
- •2.7. Лабораторний практикум
- •2.7.1. Лабораторна робота №1 "Визначення величини артеріального тиску за допомогою ємнісного датчика"
- •2.7.2. Лабораторна робота №2 "Напівпровідниковий діод"
- •2.7.3. Лабораторна робота №3 "Вивчення роботи транзистора"
- •2.7.4. Лабораторна робота №4 "Електрофоретичний метод визначення рухливості іонів"
- •3.1. Загальні відомості про електронну медичну апаратуру (ема)
- •3.1.1. Класифікація електронної медичної апаратури
- •3.1.2. Техніка безпеки
- •3.1.3. Правила безпеки
- •3.1.4. Технічні характеристики ема
- •3.2. Семінар "взаємодія електромагнітного поля з біологічними тканинами"
- •3.2.1. Основні характеристики емп
- •3.2.2. Основні процеси, які характеризують дію емп на біологічні тканини
- •3.2.3. Теплова дія емп на бт
- •3.2.4. Специфічна дія емп на біологічні тканини
- •3.3. Лабораторна робота №1 "робота з фізіотерапевтичною апаратурою"
- •3.3.1. Робота з увч-апаратом
- •3.3.2. Ультразвуковий терапевтичний апарат
- •3.3.3. Апарат для дарсонвалізації"Іскра-1"
- •3.4. Лабораторна робота №2 "робота з електрокардіографом експчт-4"
- •3.4.1. Природа електрокардіограми (екг)
- •3.4.2. Завдання до лабораторної роботи
- •3.5. Лабораторна робота №3 "робота з реографом ргч-01"
- •3.5.1. Додаткові теоретичні відомості
- •3.5.2. Стислі технічні характеристики та інструкція з експлуатації реографа ргч-01
- •4.1. Міжмолекулярні взаємодії у біополімерах
- •4.1.1. Класифікація взаємодій у біополімерах
- •4.2. Структурна організація білків та нуклеїнових кислот
- •4.2.1. Первинна структура
- •4.2.2. Вторинна структура
- •4.2.3. Третинна структура
- •4.2.4. Четвертинна структура
- •4.3. Будова і властивості біологічних мембран
- •4.4. Пасивний та активний транспорт речовин крізь мембранні структури клітин
- •4.4.1. Пасивний транспорт незаряджених молекул
- •4.4.2. Пасивний транспорт іонів
- •4.4.3. Активний транспорт
- •4.5. Біологічні потенціали
- •4.5.1. Рівноважний мембранний потенціал Нернста
- •4.5.2. Дифузійний потенціал
- •4.5.3. Потенціал Доннана. Доннанівська рівновага
- •4.5.4. Стаціонарний потенціал Гольдмана-Ходжкіна-Катца
- •4.5.5. Потенціал дії. Механізм виникнення та поширення нервового імпульсу
- •4.6. Лабораторний практикумі
- •4.6.1. Лабораторна робота "Дослідження нелінійних властивостей провідності шкіри жаби"
- •4.6.2. Лабораторна робота "Дослідження дисперсії електричного імпедансу біологічних тканин"
- •4.6.3. Лабораторна робота "Вимірювання концентраційного потенціалу компенсаційним методом"
- •4.6.4. Практичне заняття "Вивчення біофізики мембран за допомогою комп'ютерних програм"
- •5.1. Відкриті біологічні системи, закони термодинаміки і термодинамічні потенціали
- •5.2. Основи термодинаміки незворотних процесів
- •5.2.1. Лінійний закон
- •5.2.2. Принцип симетрії кінетичних коефіцієнтів і виробництво ентропії
- •5.2.3. Спряження потоків у біологічних системах
- •5.2.4. Стаціонарний стан відкритих систем і теорема Пригожина щодо мінімуму виробництва ентропії
- •5.3. Відкриті медико-бюлогічні системи, що знаходяться далеко від рівноваги (елементи синергетики)
- •5.4. Моделювання процесів у складних медико-бюлопчних системах
- •5.5. Практичне заняття "термодинаміка відкритих біологічних систем"
- •6.1. Інтерференція світла
- •6.1.1. Інтерференція від двох когерентних світлових джерел
- •6.1.2. Історія відкриття явища просвітлення оптики, праці о. Смакули
- •6.1.3. Інші застосування явища інтерференції світла
- •6.2. Дифракція світла
- •6.2.1. Дифракція на щілині в паралельних променях
- •6.2.2. Дифракційна решітка
- •6.2.3. Голографія та її застосування в медицині
- •6.3. Геометрична оптика
- •6.3.1. Ідеальна центрована оптична система
- •6.3.2. Похибки оптичних систем
- •6.3.3. Оптична мікроскопія
- •6.4. Поляризація світла
- •6.4.1. Поляризація світла при відбиванні та заломленні
- •6.4.2. Поляризація при подвійному променезаломленні в кристалах
- •6.4.3. Поляризація світла при проходженні крізь поглинаючі анізотропні речовини
- •6.5. Взаємодія світла з речовиною
- •6.5.1. Дисперсія світла
- •6.5.2. Поглинання світла
- •6.5.3. Розсіяння світла
- •6.6. Фізичні основи термографії, закони теплового випромінювання
- •6.6.1. Закон Кірхгофа
- •6.6.2. Закон випромінювання Планка
- •6.6.3. Закон Стефана-Больцмана
- •6.6.4. Закон зміщення Віна
- •6.6.5. Випромінювання Сонця
- •6.6.6. Інфрачервоне випромінювання
- •6.6.7. Ультрафіолетове випромінювання
- •6.7. Біофізичні основи зорової рецепції
- •6.8. Лабораторний практикум
- •6.8.1. Лабораторна робота "Вивчення мікроскопа та вимірювання мікрооб'єктів"
- •6.8.2. Лабораторна робота "Визначення концентрації розчинів рефрактометричним методом"
- •7.1.1. Місце квантової механіки в системі наук про рух тіл
- •7.1.2. Гіпотеза де Бройля
- •7.1.3. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга
- •7.1.4. Основне рівняння квантової механіки - рівняння Шредінгера
- •7.2. Випромінювання та поглинання енергії атомами та молекулами
- •7.2.1. Атомні спектри
- •7.2.2. Молекулярні спектри
- •7.3. Електронний парамагнітний резонанс,
- •7.3.1. Метод електронного парамагнітного резонансу
- •7.3.2. Метод спінових міток (спінових зондів)
- •7.3.3. Спін-імунологічний метод
- •7.3.4. Метод ядерного магнітного резонансу
- •7.4. Практикум 3 квантової механіки
- •7.4.1. Практичне заняття "Основні уявлення квантової механіки"
- •7.4.2. Лабораторна робота "Застосування фотоелемента для виміру освітленості та визначення його чутливості"
- •7.4.3. Лабораторна робота "Вивчення роботи оптичного квантового генератора"
- •8.1. Рентгенівські промені
- •8.1.1. Історія відкриття рентгенівських променів, праці і. Пулюя
- •8.1.2. Природа рентгенівських променів і методи їх отримання
- •8.1.3. Гальмівне рентгенівське випромінювання
- •8.1.4. Характеристичне рентгенівське випромінювання, його природа. Закон Мозлі
- •8.2. Радіоактивне випромінювання
- •8.2.1. Радіоактивність, її властивості
- •8.2.2. Основний закон радіоактивного розпаду, період напіврозпаду, активність
- •8.2.3. Правила зміщення, особливості спектрів при радіоактивному розпаді
- •8.3. Основи дозиметрії іонізуючого випромінювання
- •8.3.1. Експозиційна доза, її потужність, одиниці
- •8.3.2. Поглинена доза, її потужність, одиниці
- •8.3.3. Еквівалентна доза, її потужність, одиниці
- •8.3.4. Дозиметри іонізуючого випромінювання
- •8.4. Взаємодія іонізуючого випромінювання з речовиною
- •8.4.1. Первинні фізичні механізми взаємодії рентгенівського випромінювання з речовиною
- •8.4.2. Первинні механізми дії радіоактивного випромінювання і потоків частинок на речовину
- •8.4.3. Фізико-хімічні механізми радіаційних пошкоджень
- •8.4.4. Ефект дії малих доз іонізуючого випромінювання
- •8.5. Застосування рентгенівського випромівання в медицині
- •8.5.1. Методи рентгенодіагностики
- •8.5.2. Рентгенотерапія
- •8.5.3. Рентгенівський структурний аналіз в медико-біологічних дослідженнях
- •8.5.4. Променеві навантаження на медичний персонал при рентгенодіагностичних дослідженнях
- •8.5.5. Деякі факти реакції крові на опромінення
- •8.5.6. Опромінення малими дозами великих груп людей
- •8.5.7. Латентний період-час виявлення в організмі порушень, викликаних радіацією
- •8.5.8. Проблеми ризику, пов'язаного із радіаційною дією
- •8.6. Комп'ютерна томографія
- •8.6.1. Рентгенівська томографія
- •8.6.2. Ямр-томографія
- •8.6.3. Позитронна емісійна томографія
- •8.7. Практичне заняття "рентгенівське випромінювання, його застосування"
- •8.8.Практичне заняття "радіоактивне випромінювання та його дія на біооб'єкти"
- •8.9. Лабораторна робота "визначення коефіцієнта лінійного послаблення гамма-випромінювання"
- •8.10. Лабораторна робота "робота з дозиметром дргз-04"
- •1. Призначення дозиметра дргз-04
- •2. Склад приладу
- •3. Характеристики дозиметра дргз-04
- •4. Управління роботою дозиметра дргз-04
- •5. Порядок виконання роботи
8.5.7. Латентний період-час виявлення в організмі порушень, викликаних радіацією
Період подвоєння числа клітин твердих пухлин становить 60-100 діб, тому для розвитку пухлини, що нараховує приблизно 109 клітин (нижча межа сучасних методів виявлення пухлини), потрібно 7-8 років. Якщо відсутні високочутливі методи виявлення пухлин, латентний період виявляється вищим від вказаного значення. В табл. 8.6 наведені наближені значення латентних періодів злоякісних пухлин деяких органів і тканин.
Таблиця 8.6. Середні латентні періоди злоякісних пухлин органів і тканин
8.5.8. Проблеми ризику, пов'язаного із радіаційною дією
Практично всі види людської діяльності, включаючи використання іонізуючих випромінювань, пов'язані з певним ризиком. Допустимість ризику порівнюють з користк від відповідного виду діяльності. Від усіх видів злоякісни? захворювань гине близько 13% населення. Смертність від злоякісних захворювань, викликаних всіма видами радіаційної дії, включаючи природний радіаційний фон і опромінення під час медичної діагностики, становить 0.15% загальної смертності. В масштабах країни це дає достатньо велику абсолютну величину ризику смертності.
Медичні рентгенологічні обстеження створюють близько 50% радіаційної дії на людину, включаючи природний радіаційний фон і штучні джерела радіації (без врахування радіаційного забруднення внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС). Опромінення населення за рахунок медичної рентгенології в даний час пов'язане з великим ризиком появи віддалених наслідків опромінення. З цієї причини необхідно знижувати дозові навантаження на осіб, що проходять рентгенологічні дослідження. А ще краще розробляти і впроваджувати в життя методи діагностики, які дають ту ж саму інформацію, що і рентгенівські методи, але не іонізують тканини організму (наприклад, ультразвукові дослідження, ультразвукова голографія тощо).
Застосування рентгенівської діагностики дає змогу, на думку багатьох дослідників, щорічно врятувати коло 100 000 людських життів. Водночас внаслідок невиправданого опромінення збільшується кількість злоякісних захворювань і генетичних пошкоджень, що призводить до втрати близько ЗО 000 життів щорічно. І поки не освоєні більш безпечні методи діагностики, що дають таку саму або більшу інформацію, використання рентгенівського випромінювання і іонізуючої радіації взагалі виправдане там, де користь від його застосування більша, ніж нанесена шкода.
8.6. Комп'ютерна томографія
Великим досягненням сучасної медицини є впровадження в практику методу комп'ютерної томографії. Томографія (від грецького tomos - шар і графія) - методика дослідження, під час якої можна робити пошарові знімки певної частини досліджуваного об'єкта (зокрема, певної частини тіла людини).
До найрозповсюдженіших методів комп'ютерної томографії слід віднести:
1. Рентгенівську томографію.
2. ЯМР-томографію, що спирається на явище ядерного магнітного резонансу.
3. Позитронну емісійну томографію (ПЕТ).
8.6.1. Рентгенівська томографія
Отримання пошарового знімку в методі рентгенівської томографії ґрунтується на переміщенні двох із трьох компонентів (рентгенівська трубка, рентгенівська плівка, об'єкт дослідження). Поширення дістала методика, при якій об'єкт нерухомий, а рентгенівська трубка і касета з плівкою узгоджено переміщуються в протилежних напрямках.
У рентгенівських томографах пацієнта "використовують" в ролі вісі, навколо якої обертають рентгенівську трубку і високочутливий детектор (приймач) рентгенівського випромінювання. Принцип одержання рентгенограм різних шарів показаний на рис. 8.20.
Рис. 8.20. Принцип рсптгеїіогомографії.
Рентгенівську трубку 1 і плівку (детектор) 3 зміщують в протилежні сторони так, щоб тінь шару, де знаходиться точкавесь час падала на одне і те саме місце плівки. За час, поки трубка пройде відстань а, плівка повинна пройти відстань За цієї умови на плівці з'являється чітке зображення шаруТіні шарів, розміщених вище і нижче шару будуть рухатися швидше або повільніше плівки і тому "змажуться". Глибину х залягання шару А визначають із подібності заштрихованих трикутників звідки - величина стала. Вимірюючи а і
знаходимоДля отримання рентгенограми другого шару треба змінити відстань між трубкою, шаром і плівкою.
Якщо розмістити рентгенівську трубку і детектор на протилежних кінцях діаметра "бублика", а в центрі (на осі "бублика") розмістити певну частину тіла пацієнта, то при зміщенні "бублика" вздовж тіла можна дістати зображення поперечного перерізу тіла пацієнта. Використовуючи в ролі детектора рентгенотелебачення, "зрізи" тіла можна бачити на телевізійному екрані. Програмування роботи томографа за допомогою ЕОМ називають комп'ютерною томографією.
Комбінація рухомих рентгенівських трубок і детекто-рів-приймачів випромінювання дає змогу реєструвати за допомогою запису на магнітну плівку дуже велику інформацію, що характеризує поглинання (інакше кажучи, абсорбцію) рентгенівського випромінювання. Обробка цих результатів на ЕОМ дає можливість виявити таку різницю в густинах досліджуваного об'єкта (організму людини), яка недосяжна звичайному рентгенівському обстеженню.
Вперше технічну ідею методу комп'ютерної томографії запропонував нейрорентгенолог В. Олендорф (1961 p.). Він дав методику визначення рентгенологічної густини складних об'єктів з використанням рухомої рентгенівської трубки. Але перші експерименти пройшли без успіху. Честь розробки нового методу дослідження належить англійському інженеру Г. Хаунсфілду, який, очолюючи групу дослідників, створив в 1968 р. "прототип" комп'ютерного томографа, який одержав назву ЕМІ-сканер. Клінічну апробацію його провів з 1968 р. по 1972 р. Дж. Амброз у шпиталі Аткінсон Морлі (США). Перше офіційне повідомлення про застосування нового методу рентгенологічного дослідження було зроблено Хаунсфілдом і Амброзом 19 квітня 1972 р. на щорічному конгресі Британського інституту радіології. Вони отримали перше в світі чітке зображення пухлини, схованої глибоко всередині незайманого людського мозку.
Рентгенівський томограф зробив революцію в діагностиці і лікуванні різних захворювань. За допомогою томографії досліджують трахею, бронхи, судини, виявляють запалення в легенях, камені нирок, жовчного міхура, жовчних протоків, пухлини мозку, надниркових залоз і органів сечостатевої системи тощо.
Доза опромінення при рентгенівській комп'ютерній томографії тіла не більша, ніж при звичайному рентгенівському дослідженні. Одноразове обстеження за допомогою комп'ютерної томографії дає на тіло людини дозу близько 2 рад, тоді як рентгеноскопія шлунку - дає одномоментно 30-40 рад. При цьому у обстежених не відзначалося підвищення частоти ракових захворювань.
У 1978 році Хаунсфілд і Маккормік отримали Нобе-левську премію за впровадження рентгенівського томографа в медицину.
Технічні основи роботи рентгенівського коми 'Іотер-пого томографа. Суть рентгенівської комп'ютерної томографії можна сформулювати таким чином: на спеціальній круговій рамі закріплені рентгенівська трубка і два чутливих сцинтиляційних детектори з кристалічного натрію, направлені в бік трубки. Поміж трубкою і детекторами знаходиться об'єкт дослідження. Колімований (тобто паралельний) пучок рентгенівських променів типово перерізом 3x13 мм проходить через нерухомий об'єкт дослідження. При лінійному переміщенні трубки вздовж скануючої (досліджуваної) площини 160 разів проводиться реєстрація фотонів рентгенівського випромінювання, які пройшли через об'єкт. Потім система трубка-детектор повертається на 1° і знову проводиться сканування і та доти, доки не пройдуть всі 180°. При цьому з кожноп детектора реєструється 28800 (180x160) показів, які фіксу ються або на магнітній стрічці, або на магнітному диску обробляються комп'ютером. Ширина досліджуваного шар> в даній системі становить 13 мм.
Реконструкція рентгенологічної картини здійснюється на підставі оцінки інтенсивності рентгенівського випромінювання, яке реєструється кожним детектором. А величина реєструючої інтенсивності визначається поглинанням рентгенівських променів тими матеріалами, через які вони проходять.
Зображення відображається у формі матриці, що має 80 х 80 полів розміром 3x3 мм. Кожне із 6400 полів характеризує величину випромінювання, поглинутого ділянкою тканини розміром 3x3x13 мм (117 мм3). Назвемо його як елемент тканини. Кожний такий елемент має свій номер і свій коефіцієнт поглинання. Останній обчислюється цифровим комп'ютером з точністю до 0.5% і відтворюється спеціальним друкуючим пристроєм.
Поряд з вивченням коефіцієнта поглинання в чисельному вигляді є й інші методи обробки одержаної інформації:
1) одержують безпосереднє зображення об'єкта на екрані електронно-променевої трубки. При цьому аналоговий комп'ютер видає на екран осцилоскопа величину поглинання рентгенівського випромінювання кожною точкою досліджуваного шару, перетворену у відповідну градацію яскравості. Найчастіше відтворюються 16-20 градацій сірого зображення об'єкта, яке розрізняє око людини.
2) для фіксації досліджуваної ділянки об'єкта використовується рентгенографія зображення апаратом типу "Поляроїд".
Комплекс рентгенівського комп'ютерного томографа, що призначений для досліджень як головного мозку, так і інших органів тіла людини, включає сім основних блоків: 1 - стіл для хворого, пульт керування і кругова рамка з рентгенівською трубкою і детекторами; 2 - центральний пульт управління; 3 - генератор рентгенівського випромінювання; 4 - пристрій для обробки інформації; 5 - пристрій для відтворення зображення; 6 - система охолодження (кондиціонер); 7 - високовольтний трансформатор.
В апаратах типу Delta для дослідження як черепа, так і інших органів тіла людини, що випускаються з 1975 року у США, використовується інший принцип сканування -пучок променів рентгенівської трубки розділяється коліматором на кілька пучків, які реєструються більшою кількістю (до ЗО) детекторів. Зміщення такої системи при кожному скануванні становить 10-18°, що скорочує час дослідження до 18 с, і таким чином робить можливою затримку дихання лише на даний період. Таке доступне більшості досліджуваних хворих. Такі апарати відносяться до другого покоління комп'ютерних томографів.
У комп'ютерних томографах третього покоління використано новий принцип. Широкий пучок рентгенівського випромінювання охоплює весь об'єкт і реєструється комплексною системою ксенонових детекторів (до 256) з використанням лише обертового руху трубки. У деяких випадках використовують принцип паралельного обертання трубки і детекторів, що скорочує час обстеження до 5-6 с (апарати General Electric СТ/Т, СТ/М, Variari).
Оскільки при дослідженні черепа необхідне високе контрастне і хороше просторове розділення, то для цього краще використати комп'ютерні томографи перших двох поколінь. Під час дослідження всього тіла ще необхідно і малий час процедури, тому в такому випадку використовують комп'ютерні томографи третього покоління.
Для удосконалення наявних комп'ютерних томографів впроваджують матриці розміромщо дає змогу реєструвати дозу опромінення, яка поглинається значно меншим об'ємом тканини. Прагнуть одержати кольорове зображення, поліпшити його якість. Збільшують кількість показів, що знімають з детекторів - вона зросла з 28800 на перших моделях до 80000-324000 на сучасних апаратах. Розробляються і впроваджуються принципово нові типи комп'ютерних томографів, зокрема надшвидкі моделі, та моделі, в яких застосовано принцип позитронно-емісійного сканування (див. нижче), а також апарати, де поєднується принцип комп'ютерного томографа з вимірюванням концентрації радіоактивних ізотопів в організмі.
Можливості методу рентгенівської комп'ютерної діагностики. Метод рентгенівської комп'ютерної томографії має високу роздільну здатність для м'яких тканин, що дає змогу виявити патологічні зміни м'яких тканин, які не реєструються іншими методами рентгенодіагностики.
Рентгенівське зображення при комп'ютерній томографії одержують завдяки тому, що різні тканини тіла людини мають неоднаковий коефіцієнт поглинання рентгенівських променів. Під час дослідження будь-якого органа або тканини їх патологічні зміни можуть проявитися або ділянками з великим коефіцієнтом поглинання (пухлини, кальцінати), або з малим коефіцієнтом поглинання (зони деструкції), або чергуванням зон більшої і меншої густини. Деякі захворювання можуть не супроводжуватись суттєвими змінами густини порівняно зі здоровою тканиною, але виявляються шляхом збільшення органа, його деформацією, зміщенням прилеглих структур тощо.
У нормальних умовах коефіцієнт поглинання різних тканин головного мозку коливається в межах до 4%. Оскільки точність вимірювання апаратом становить 0.5%, то в середині зони 4% утворюється вісім рівнів інтенсивності, які характеризують варіанти сірого зображення. Дослідження коефіцієнта поглинання головного мозку показали, що для кори головного мозку він дорівнює 19-20 умовних одиниць, білої речовини - 13-17, церебральноспинальної рідини - 0-7, циркулюючої крові - 13-23, кальцію - 20-200. Завдяки цьому на різних рівнях зрізів добре видно різні ділянки головного мозку і ліквормістких просторів. Для аналізу цієї картини необхідно добре знати рентгеноанато-мію головного мозку.
Для збільшення контрастності - "підсилення" зображення при комп'ютерній томографії у вену вводять 20-40 мл sodium iothalamate і повторно скапують через 5, 10, 15, 20 хвилин. При цьому спостерігається значне збільшення густини багатьох патологічних утворень і, як наслідок, збільшення роздільних можливостей методу. Методику "підсилення" в даний час використовують більш ніж у 60% хворих. Кількість інших типів контрастної речовини, яку вводять людям під час обстеження, змінюється від 50-100 мл 60%-го ренографіну до 300-600 мл метилглкжатіну або гіпаку.
Чому поява в організмі контрастної речовини "підсилює" зображення? Методами радіоізотопного дослідження було показано, що контрастна речовина зосереджується в зонах пошкоджень. Контрастна речовина утворює із протеїнами плазми великі комплексні молекули. Теоретично можливі кілька механізмів входження їх у тканину мозку: пасивна дифузія, активний транспорт та ін.
Щодо променевих навантажень хворих при рентгенівській комп'ютерній томографії, то слід зазначити таке. Уже в 1973 р. рентгенівська комп'ютерна томографія проводилась при режимі рентгенівської трубки: Ua = 120-140 кВ, Іа - 28-33 мА. Поглинута доза при обстеженні головного мозку коливалася в межах 1-2.5 рад, тобто менша, ніж при звичайному знімку черепа. Так, Коллард показав, що інтегральна доза для двох комп'ютерних томограм у три рази менша, ніж для звичайної рентгенограми черепа. При комп'ютерній томограмі всього тіла Сагел із співробітниками показали, що поверхнева поглинута доза була 3 рад, а глибока 1-3 рад. Маршалл із співробітниками виявили, що поверхнева доза на шкірі не перевищувала 3-8 рад.