Преимущества и недостатки КТ и МРТ-томографии. Преимущества и недостатки УЗИ в сравнение с КТ и МРТ-томографией

Министерство  образования Республики Беларусь

 

Учреждение образования

Международный государственный  экологический университет

имени А. Д. Сахарова

 

 

 

Факультет экологической  медицины

Кафедра экологической медицины и радиобиологии

 

 

 

 

Преимущества и недостатки КТ и МРТ-томографии. Преимущества и недостатки УЗИ в сравнение с КТ и МРТ-томографией 

Реферат

 

 

 

 

 

 

Проверил: профессор кафедры экологической медицины и радиобиологии, д.м.н., профессор Батян Анатолий Николаевич

Выполнила: студентка 4 курса ФЭМ, МЭ группы 02071-2 Соколовская Екатерина Юрьевна

 

 

 

 

Минск  2013

Оглавление

 

 

Введение 3

1 Преимущества и недостатки МРТ 4

1.2 Принцип  работы МРТ 4

1.2 Преимущества  и недостатки МРТ, противопоказания 6

1.3 Контрастное  вещество в магнитно-резонансной  томографии 8

2 Преимущества и недостатки КТ 9

2.1 Принцип  действия КТ 9

2.2 Преимущества  и недостатки КТ 10

3 Преимущества и недостатки УЗИ 14

3.1 Принцип  действия УЗИ 14

3.2 Преимущества  и недостатки УЗИ 15

Заключение 16

Список использованных источников 17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Магнитно-резонансная и  компьютерная томография основаны на различных технологических процессах и предназначены для различных исследований. В основе компьютерной томографии лежит использование рентгеновского излучения, поэтому ей присущ тот же недостаток - во время исследования пациент подвергается облучению, хотя современные аппараты и позволяют снизить дозу облучения до минимума. На экране монитора четко видно, в порядке ли все органы, не изменились ли их размеры, не сдвинулись ли они один относительно другого, не появилась ли опухоль. В отличие от невнятного рентгеновского или очень специфического ультразвукового изображения компьютерный томограф дает четкую картинку. Еще компьютерный томограф может передать точные размеры всего, что есть внутри нашего тела - с точностью до миллиметра. А в технологии магнитно-резонансной томографии используются магнитные волны, а не рентгеновское излучение.

Способен ли магнитно-резонансный томограф заменить компьютерную томографию или ультразвуковое обследование. Магнитно-резонансная томография сейчас является самым информативным методом диагностики морфологических изменений головного и спинного мозга. Зато магнитно-резонансный томограф «не видит» достаточно полые органы и в диагностике заболеваний, связанных с поражением легких, желчного или мочевого пузыря, информативность этого метода ограничена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Преимущества  и недостатки МРТ

1.2 Принцип работы МРТ

Магнитно-резонансная томография — метод исследования, позволяющий получить подробнейшую картину состояния органов человека без внутреннего вмешательства. Так как принцип работы аппарата основан на магнитных полях, то процесс исследования абсолютно безопасен с точки зрения ионизирующего облучения — оно отсутствует.

Головной  мозг 

Коленный  сустав 

Позвоночник

Во время обследования МРТ создаются серии снимков  тканей и органов человека в различных проекциях, которые после обработки и оценки специалистом, позволяют сформулировать точный диагноз

В наше время магнитно-резонансная  томография является одним из самых информативных методов исследования и диагностики заболеваний центральной нервной системы, костно-мышечной и суставной систем человека и т.д[1].

Метод ядерного магнитного резонанса позволяет изучать  организм человека на основе насыщенности тканей организма водородом и  особенностей их магнитных свойств, связанных с нахождением в  окружении разных атомов и молекул. Ядро водорода состоит из одного протона, который имеет магнитный момент и меняет свою пространственную ориентацию в мощном магнитном поле, а также при воздействии дополнительных полей, называемых градиентными, и внешних радиочастотных импульсов, подаваемых на специфической для протона при данном магнитном поле резонансной частоте. На основе параметров протона и их векторном направлении, которые могут находиться только в двух противоположных фазах, а также их привязанности к магнитному моменту протона можно установить, в каких именно тканях находится тот или иной атом водорода.

Если поместить протон во внешнее магнитное поле, то его  магнитный момент будет либо сонаправлен, либо противоположно направлен магнитному моменту поля, причём во втором случае его энергия будет выше. При воздействии на исследуемую область электромагнитным излучением определённой частоты часть протонов поменяют свой магнитный момент на противоположный, а потом вернутся в исходное положение. При этом системой сбора данных томографа регистрируется выделение энергии во время «расслабления» (релаксации) предварительно возбужденных протонов.

Первые томографы имели  индукцию магнитного поля 0,005 Тл, однако качество изображений, полученных на них, было низким. Современные томографы имеют мощные источники сильного магнитного поля. В качестве таких источников применяются как электромагниты (до 9,4 Тл), так и постоянные магниты (до 0,7 Тл). При этом, так как поле должно быть весьма сильным, применяются сверхпроводящиие электромагниты, работающие в жидком гелии, а постоянные магниты пригодны только очень мощные, неодимовые. Магнитно-резонансный «отклик» тканей в МР-томографах на постоянных магнитах слабее, чем у электромагнитных, поэтому область применения постоянных магнитов ограничена. Однако, постоянные магниты могут быть так называемой «открытой» конфигурации, что позволяет проводить исследования в движении, в положении стоя, а также осуществлять доступ врачей к пациенту во время исследования и проведение манипуляций (диагностических, лечебных) под контролем МРТ — так называемая интервенционная МРТ.

Для определения расположения сигнала в пространстве, помимо постоянного  магнита в МР-томографе, которым может быть электромагнит, либо постоянный магнит, используются градиентные катушки, добавляющие к общему однородному магнитному полю градиентное магнитное возмущение. Это обеспечивает локализацию сигнала ядерного магнитного резонанса и точное соотношение исследуемой области и полученных данных. Действие градиента, обеспечивающего выбор среза, обеспечивает селективное возбуждение протонов именно в нужной области. Мощность и скорость действия градиентных усилителей относится к одним из наиболее важных показателей магнитно-резонансного томографа. От них во многом зависит быстродействие, разрешающая способность и соотношение сигнал/шум[2].

1.2 Преимущества и недостатки МРТ, противопоказания

Преимущества:

• Отсутствие рентгеновского облучения

 

  Во время обследования пациент  находится под воздействием сильного магнитного поля. При этом ионы водорода тела выравниваются вдоль этого  магнитного поля. При помощи электромагнитных волн осуществляется послойное исследование тканей. После отключения электромагнитного  импульса ионы возвращаются в исходное положение. 

При этом они подают сигналы, которые принимаются специальными антеннами. Подключенная компьютерная система преобразует эти сигналы  в изображения исследованной  области тела. В результате проведения МРТ появляется возможность получать очень точные изображения человеческого  тела на срезе.

• Реконструкция МРТ-сканограмм
• Возможность проведения функциональной диагностики
• Неинвазивная визуализация сосудов
• МРТ-изображения костного мозга, связок, сухожилий, структур головного мозга и мягких тканей с превосходным контрастным разрешением
• Очень высокий уровень детализации (превосходит детализацию при рентгене и КТ-диагностике)
• Возможность отображения движения органов в режиме реального времени, что очень важно для терапевтической радиологии и кардио-МРТ[2].

Недостатки:

• Более продолжительная диагностика, чем у КТ
• Качество изображений ниже, чем при КТ:
• Стенки сосудов, в частности, при диагностике атеросклеротических бляшек
• Острое внутричерепное кровоизлияние
• Тонкие структуры легких.
• Необходимость создания магнитного поля большой напряженности, что требует огромных энергозатрат при работе оборудования и/или использования дорогих технологий для обеспечения сверхпроводимости.
• Низкая, особенно в сравнении с рентгенологическими, чувствительность метода ЯМР-томографии, что требует увеличения времени просвечивания. Это приводит к появлению искажений картинки от дыхательных движений (что особенно снижает эффективность исследования легких, исследовании сердца).
• Невозможность надежного выявления камней, кальцификатов, некоторых видов патологии костных структур.

 

Противопоказания при  использовании МРТ

• Кардиостимуляторы (за исключением МРТ-совместимых стимуляторов - Biotronik, Medtronic, SJM)
• Автоматические вживляемые кардиовертер-дефибрилляторы, бивентрикулярные кардиостимуляторы, имплантированные дозаторы инсулина/ противоболевых лекарственных средств
• Некоторые виды внутриушных слуховых аппаратов
• Нейростимуляторы для терапии синдрома хронической боли
• Металлические осколки под кожей
• Сосудистые клипсы и кровоостанавливающие клипсы сосудов головного мозга (при отсутствии однозначно подтвержденной совместимости с аппаратами для проведения МРТ-диагностики)
• Некоторые виды искусственных сердечных клапанов устаревшего типа (однозначно непригодны клапаны, установленные до 1990 г.)
• Определенные суставные протезы в зависимости от материала.
• При наличии следующих факторов обязательно необходимо проконсультироваться с нами перед началом запланированного обследования:
• Наличие аллергии на контрастные вещества, используемые при проведении МРТ
• Избыточный вес (более 135 кг)
• Клаустрофобия, или «боязнь замкнутых пространств»: диагностика допустима с применением малых доз успокоительных средств, после чего запрещается водить автомобиль в течение 4 часов.
• Первый триместр беременности.

 

 1.3 Контрастное вещество в магнитно-резонансной томографии

При определенных показаниях, например, для выявления воспалений и новообразований или для  визуализации сосудов используется контрастное вещество, чтобы увеличить  степень достоверности получаемых данных.

Контрастное вещество при  МРТ вводится через локтевую вену. Оно содержит гадолиний, не содержит йода и очень хорошо переносится  организмом, так что риск проявления аллергической реакции минимален. В редких случаях могут возникать  зуд, сыпь, тошнота или рвота. Очень  редко могут проявляться реакции  тяжелой степени, например, сосудистая недостаточность, которую мы можем  медикаментозно купировать. В особо  редких случаях может проявиться нефрогенный системный фиброз, в частности, у пациентов с тяжелой почечной недостаточностью.  

 

Что исследуют с помощью  МРТ?

• мягкие ткани (хрящи, мышцы, связки, головной и спинной мозг, паренхиматозные органы, органы репродуктивной системы, сосуды) 
• головной мозг (травмы и инсульты головного мозга, опухоли спинного и головного мозга, сосудистая патология, такая как аневризмы, сосудистые мальформации и т.д.; аномалии развития головного мозга, и т.д) 
• сосуды головного мозга и шеи (при головных болях МРТ используют в качестве золотого стандарта) 
• отчетливо видно распространение опухолевого процесса в брюшной полости и малом тазу на другие органы 
• МРТ обладает большим преимуществом в исследовании органов женского малого таза для выявления аденомиоза, миоматозных узлов матки, опухолей яичников и т.д[3].

 

 

 

 

 

 

 2 Преимущества и недостатки КТ

2.1 Принцип действия КТ

Рентгеновская компьютерная томография — томографический метод исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения.

При фиксированном положении  источника излучения S на фотоплёнке образуется теневое изображение, являющееся суммой проекций всех слоев объекта О, через которые проходит пучок. Если в процессе съёмки синхронно перемещать источник и фотоплёнку (или источник и объект, объект и фотоплёнку) так, чтобы пучок проходил в процессе экспозиции только через один и тот же участок объекта в слое F, то изображение И этого участка получится наиболее чётким, изображения других участков окажутся "размазанными". Этот метод не позволяет полностью избавиться от наложения проекций других участков на исследуемый; кроме того, длительность экспонирования, повышающая контраст, для живых организмов ограничена допустимыми дозами облучения[3].

 

 

В основе современных методов рентгеновской томографии лежит другой подход: они базируются на применении мощных вычислительных методов обработки данных, получаемых томографическим сканированием, один из вариантов которого приведён на рисунке.

Узкий пучок рентгеновского излучения от источника S, сформированный коллиматором К, просвечивает объект О, после чего регистрируется детектором Д. При синхронном перемещении источника  и детектора вдоль некоторого направления х осуществляется последоват.ельное сканирование всех участков объекта

Измерения повторяются для  нескольких направлений сканирования относительно объекта. Для ускорения  съёмки применяют несколько источников (S1, S2, S3) или перемещающийся источник с расходящимся "веерным" пучком, распределение интенсивности в котором измеряется двумерным координатно-чувствительным детектором . Для восстановления распределения m, а следовательно, плотности и состава вещества по объёму объекта используют специальные алгоритмы обработки данных на компьютере. Синтезируя далее картину распределения плотности тканей объекта в различных сечениях, можно установить границы здоровых и поражённых участков, например, при исследованиях опухолей мозга, патологических изменениях сердца, сосудов, поражениях костной ткани и в других случаях, когда прямая диагностика затруднена или вообще невозможна.