Компьютерные томографы: виды, применение, классификация, устройство, советы по выбору

Компьютерный томограф — это специальное диагностическое оснащение для получения точных характеристики патологических процессов в организме. Аппараты КТ действуют с послойной визуализацией многочисленных срезов живых и повреждённых тканей, отдельных органов и участков тела человека. Обследование с использованием данного оборудования относится к категории лучевой аппаратно-инструментальной диагностики.

В диагностической практике используется несколько технологий компьютерной томографии, основу которых составляет получение изображений двухмерного и трёхмерного формата с различной толщиной среза тканей.

Принцип работы и устройство компьютерного томографа

Суть обследований пациентов данным способом лежит в получении визуальных данных, преобразуемые на мониторе в ходе обработки тканей и органов рентгеновскими лучами. Все без исключения органы – костные, паренхиматозные, сосудистые – обладают способностью поглощать, пропускать и отражать рентгеновские волны. Причём плотность тканей на здоровых и больных участках тела всегда отличается, как и их поглощающая способность. При прохождении через органы с патологиями рентгеновский пучок изменяется и продуцирует сигнал с уже другими характеристиками. Так определяется место локализации патологического процесса, а также обширность поражения и характер изменений.

Преимуществами компьютерных томографов являются:

1. Быстрое сканирование, как отдельных зон тела, так и всего организма.
2. Возможность получения локальных данных по конкретным органам.
3. Высокая точность диагностики.
4. Безболезненность.
5. Обширная зона покрытия – можно одновременно обследовать несколько участков тела или органов.
6. Отсутствие строгих противопоказаний и реабилитационных мероприятий.
7. Высокая доля информативности.
8. Возможность диагностирования болезней любой этиологии – заразных, незаразных, акушерских, хирургических и так далее.

С использованием современных КТ аппаратов удаётся быстрее и точнее идентифицировать первые, ещё не проявившиеся, симптомы заболеваний.

Возможности компьютерных томографов продиктованы и обеспечены устройством оборудования. Конструкция практически всех модификаций имеет идентичные модули:

• гентри – генератор, продуцирующий рентгеновские излучения;
• детекторы лучевых сигналов;
• датчики для получения отражённого лучевого пучка;
• система движения детекторов;
• преобразователи рентгеновского луча и его трансформации в геометрические цифровые сигналы;
• вычислительный блок, рассчитывающий характеристики лучей и преобразованных сигналов, с целью форматирования наиболее качественного изображения и расчёта его разрешения;
• программное обеспечение, периферийные устройства для обработки изображений, их трансляции, воспроизведения и записи.

Основу оборудования составляет сканирующий блок гентри.

 

Он состоит из нескольких функциональных модулей. Главным из них является источник, генерирующий рентгеновские излучения. Также в конструкции имеется блок сигнальных детекторов и механизмов, обеспечивающие спиральные движения модуля.

Апертура блока гентри может достигать 70-90 см, в зависимости от назначения и характера обследований. Все устройство имеет определённые параметры вращения или – ротацию. Чем быстрее совершаются обороты – тем выше качество разрешения.

Конструкция основного модуля может иметь разные принципы монтажа. В более старых моделях рентгеновская трубка и детекторная система крепятся автономно. В современных образцах они монтируются на одной раме.

Детекторы компьютерного томографа имеют собственную классификацию по принципу действия:

 

1. Газовые, функционирующие с использованием ксенона.
2. Твердотельные, с полупроводниковыми компонентами или сцинтилляционного типа – с кристаллическими солями либо керамикой и фотодиодными элементами.

Второй вариант более распространён ввиду большей продуктивности и меньшей затратности диагностики.

Ещё один важный комплектующий элемент компьютерного томографа – рентгеновская трубка.

 

В современном оборудовании она имеет мощность в пределах 30-50 кВт, и функционирует в диапазоне коротких импульсных колебаний при напряжении до 120-130 В. Частота импульса при этом достигает 50 Гц. Такие трубки оборудованы вращающимся анодом. С целью недопущения перегрева тыльная поверхность содержит графитовое покрытие.

Типы и виды компьютерных томографов

В нынешнее время в медицинской диагностике уже активно используются компьютерные томограф 4-го поколения. Они отличаются чёткостью сигналов и изображений, высоким разрешением снимков, вариативностью количества срезов. Такие приборы многофункциональны, часто предназначены для комплексных обследований разных участков тела и органов.

По принципу действия и устройству различают следующие категории аппаратов КТ:

 

• Рентгеновские – с трубкой и генераторами излучений количеством 2 и более экземпляров.
• Спиральные с сокращённым диагностическим периодом и небольшим количеством срезов.

Информативность обеих разновидностей зависит от условий применения и расположения исследуемых органов.

• Многослойные рентгеновские аппараты для проведения КТ имеют в своём составе две и более системы датчиков, определяющих характеристики рентген-излучения. Они способны обследовать масштабные участки тела, группы органов и системы организма всего за один оборот рентгеновского модуля. Такие прогрессивные устройства дают моментальный результат с почти стопроцентной информативностью. При их использовании не требуется дополнительного времени на обработку сигналов – вся диагностика проводится моментально, в формате онлайн обследования. В конструкции предусмотрена одна рентгеновская трубка. После каждого снимка стол вместе с рентгеновским модулем смещается на новый ракурс.

• Сканеры МСКТ – также относятся к категории рентгеновских многослойных компьютерных томографов. В их конструкции установлено две рентгеновские трубки. Отличаются высокой точностью исследования, позволяют диагностировать патологии в глубоко расположенных тканях, при наличии только начальных очагов патологии.

• Спиральные аппараты для компьютерной томографии – с постоянным вращением по спиральной траектории как самой трубки, так и стола. Применение СКТ позволяет быстрее выполнять обследование. Это дает возможность быстрой диагностики с получением высокоточных результатов у больных с острой болью, клаустрофобией, аномалиями респираторной физиологии.

• Мультиспиральные томографы МСКТ. Они вращаются вокруг тела вместе с трубкой и столом, делая беспрерывных снимки с большим количеством срезов. При этом обе трубки вращаются одновременно с разных сторон, что дает максимальное представление о выявленных изменениях в тканях и клетках. Аппараты максимально информативны, применяются в офтальмологической практике, нейрохирургии, лечении патологий кровеносных сосудов.

В зависимости от комплектации, сложности технологического процесса диагностики и конструктивных особенностей модели, масса компьютерного томографа может варьировать в пределах 600-1800 кг. Причём существуют требования и в отношении веса пациентов. Большинство современных образцов рассчитано на обследование людей с массой тела до 220-250 кг. Минимальных значений по этим требованиям не установлено.

Критерии выбора КТ аппаратов или как выбрать компьютерный томограф?

В диагностической практике могут одновременно использоваться разные конструктивные типы аппаратов компьютерной томографии. Некоторые из них рассчитаны на комплексное обследование организма, другие предназначены исключительно для диагностики локальных участков тела, отдельных органов и мелких фрагментов тканей либо сосудов.

Качество диагностики и её информативность зависят от конструктивных факторов, а также от интенсивности развития патологии, локализации проблемных зон и физиологии пациента. В некоторых случаях бывает сложнее провести диагностику при массе тела обследуемого лица свыше 120 кг.

Важным аргументом выбора КТ аппаратов является количество срезов. В нынешней классификации компьютерных томографов утверждено несколько категорий по количеству снимков за один оборот:

 

• 4-8 ми срезовые образцы известны своей информативностью, они используются для обследования тканей головного мозга, некоторых внутренних органов. Но абсолютно не подходят для изучения состояния кровеносных сосудов, дыхательных путей, органов пищеварительного тракта. Могут функционировать со скоростью одного оборота гентри в пределах 0,5 секунд.
• 16-срезовые аппараты подходят для проведения большинства обследований, но не подойдут, если необходимо провести компьютерную томографию сердца. Такие аппараты обеспечивают обширный охват исследуемого органа на разной глубине.

За счёт выполнения 16 срезов одновременно такие устройства могут функционировать медленнее, но зато – не в ущерб качественным параметрам всей компьютерной томографии;

64-срезовые компьютерные томографы применяются для обследования методом контрастного сканирования. Оно предполагает введение контрастного раствора. За счёт его присутствия изменяется плотность органа. Такой метод используется при диагностике кровеносных сосудов – туда вводится жидкий состав внутривенным способом.

64-срезовые КТ аппараты также показаны для диагностики кишечника – в толстый или тонкий отдел раствор с контрастным составом попадает через клизму. Аналогичными методами могут диагностироваться болезни брюшной и грудной полости, сердечная система.

Самыми точными могут быть 128-срезовые аппараты. Оно пока мало доступны из бюджетных соображений. Такие аппараты больше предназначены для профильной диагностики отдельных органов, тканей или дифференциальной диагностики при идентичных заболеваниях.

На каком аппарате лучше делать КТ

 

Выбор томографа для исследований определённых органов, систем или тканей базируется на количестве срезов и принципе действия аппарата.

• КТ мозга лучше проводить 16-ти срезовым аппаратом, позволяющим установить опухоли, нарушенную микроциркуляцию крови, последствия травм, кровоизлияния;
• томографию органов грудной клетки информативно проводят с использованием 32-х срезовых аппаратов. Они устанавливают факты дистрофических изменений, патологии лимфоузлов, начальные стадии пневмонии, бронхита и прочих респираторных заболеваний;
• 16-ти срезовые томографы эффективны при исследовании связок, позвоночника, суставов, синовиальной сумки, хрящевых тканей;
• 64-х срезовые аппараты КТ демонстрируют эффективность при обследовании коронарных сосудов сердца, выявляют индекс коронарного кальция на ранних стадиях ишемической болезни, позволяют установить отклонения в физиологии лёгочных вен и предсердий.

Новинки на рынке КТ аппаратов – самые лучшие и точные

В современной диагностике приоритет отдаётся аппаратам известных брендов, на практике подтвердившим свою эффективность. Среди них – новые образцы Canon Aquilion Lightning SP, Siemens Somatom go.Now, GE LightSpeed 16, GE BrightSpeed 16, SIEMENS SOMATOM DEFENITION EDGE 256 NEW.