Компьютерная (КТ) или магнитно-резонансная (МРТ) томография?

КОМПЬЮТЕРНАЯ

ТОМОГРАФИЯ?

Леонид Александрович Кларов,

заведующий отделом лучевой диагностики ГА У Республиканская больница № 1 -Национальный центр медицины

Фёдор Алексеевич Платонов,

доктор медицинских наук, главный научный сотрудник

НИИ здоровья СевероВосточного федерального университета им. М. К. Аммосова

В настоящее время больные часто задаются вопросом: «Какой из методов диагностики - компьютерная или магнитно-резонансная томография - наиболее эффективен?» Ведь именно на основании данных, полученных в результате этих исследований, сегодня нередко ставится окончательный диагноз.

История открытия КТ и МРТ

В 1959 г американский невролог Уильям Олдендорф выдвинул идею о том, что можно сканировать голову человека с помощью рентгеновских лучей, а затем реконструировать рентгеноконтрастность слоёв. Эта идея возникла у него после того, как он увидел в работе аппарат для выбраковки подмороженных фруктов. У Олдендорф даже построил прототип КТ-сканера и получил патент на «<аппарат для изучения выбранных зон внутренних объектов, скрытых плотным материалом». Первый компьютерный томограф (КТ-сканер) был установлен в больнице Аткинсон Морли в Лондоне. Первое исследование (компьютерная томография мозга) было проведено в октябре 1971 г КТ-сканер построили американский физик Аллан Кормак и британский инженер Годфри Хаунс-филд в 1969 г, но тогда устройство требовало значительных доработок. Существует легенда, что финансирование томографа обеспечила группа «Битлз». Хаунсфилд работал в крупной звукозаписывающей компании EMI, которая заключила контракт с тогда ещё малоизвестными «Битлзами». Пластинки начали продаваться огромными тиражами, и EMI направила часть неожиданно высокой прибыли на доделку сканера. В 1975 г Хаунсфилд и Олден-дорф получили премию Ласкера за изобретение томографа, а в 1979 г Хаунсфилд и Кормак удостоились

Л. А. Кларов, Ф. А. Платонов

Нобелевской премии по медицине. Позднее технология компьютерной томографии шагнула вперёд. Увеличилась скорость сканирования, число исследуемых слоёв, улучшилось качество изображения. Появились компьютерные томографы с двумя источниками излучения и с рентге-ноконтрастным усилением. В 2008 г. компания «Siemens» представила новое поколение сканеров, которые могут составлять изображение менее чем за секунду, что позволило получать, например, чёткие картинки бьющегося сердца и коронарных артерий [1].

История магнитно-резонансной томографии (МРТ) началась в 1973 г., когда профессор химии Пола Лотербур опубликовал свою статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса» в журнале «Nature» [2]. За эту работу в 2003 г. он получил Нобелевскую премию. В своей статье П. Лотербур отметил, что сигнал от злокачественных опухолей отличается от нормальной ткани. Он попросил администрацию университета послать заявку на патент, но в его идею не поверили (может быть к лучшему), и заявка не была подана.

Вообще, в изобретении МРТ много неясных моментов. Так, ещё в 1960 г. советский учёный А. В. Иванов отправил в Госкомитет СССР по делам изобретений и открытий заявку на патент «Способ определения внутреннего строения материальных тел» № 0659411/26 (включая методику и устройство прибора), в которой были сформулированы принципы метода МРТ и приведена схема томографа [3]. Также был известен «нобелевский скандал» с одним из признанных создателей МРТ Реймондом Ваган Дамадьяном. В 1971 г. он успел

опубликовать свою статью в журнале «Science» о том, что опухоли и нормальные ткани по-разному реагируют на ядерный магнитный резонанс.

В 2003 г. Нобелевскую премию в области медицины присудили Питеру Мэнсфилду и Полу Лотербуру. Несмотря на то, что нобелевские правила позволяют делить премию на трёх человек, Р В. Дамадьяна в список не включили. Этот спор длился много лет, до объявления получателей Нобелевской премии. В 2002 г Дамадьян сказал: «Если бы я не родился, то МРТ существовала бы? Я так не думаю. А если бы не было Лотербура? Я бы рано или поздно докопался до сути дела!» По поводу этого спора газета «Нью-Йорк Таймс писала: «Данная проблема была предметом спора между док. Дама-дьяном и док. Лотербуром и была известна в течение многих лет в академических кругах. Существовали некоторые опасения, что Нобелевский комитет вообще не номинирует данное открытие на премию - за шведами водится репутация не жаловать неоднозначные открытия. 74-летний доктор Лотербур находится в плохом здравии, и комитет, возможно, решил, что его приз, который нельзя дать посмертно, нужно было бы предоставить за открытие теперь или никогда».

История развития КТ и МРТ в Якутии

Компьютерный и магнитно-резонансный томографы были установлены впервые в Республике Саха (Якутия) в Национальном центре медицины (НЦМ). Заведовал тогда отделом лучевой диагностики Владимир Алексеевич Баранов. Самый первый рентгено-контрастный томограф (РКТ) был установлен в НЦМ в 1991 г. Тогда его осваивали В. А. Баранов, Е. Н. Фара-фонова и Н. О. Кузакова. Это была пошаговая система «Siemens Somatom» со сканированием одного среза в один шаг. Все врачи приходили и с замиранием сердца

Баранов Владимир Алексеевич,

стоял у истоков внедрения лучевой диагностики в Якутии

смотрели на получаемые цифровые снимки. Это был аппарат, который в те времена открывал невиданные ранее возможности почти во всех областях медицины. Опухоли и гематомы в головном мозге уже можно было локализовать, а в брюшной полости и соотнести прорастание или отношение к сосудам или другим органам. Конечно, качество снимков тогда было намного хуже, чем сейчас, поэтому не всегда можно было их дифференцировать.

В 1996 г. открылся новый кабинет МРТ в НЦМ на базе томографа «Siemens Impact 1 Tesla». У истоков внедрения этого метода стояли В. А. Баранов, Н. О. Кузакова и И. С. Бураева. Тогда это был прорыв в республиканском масштабе, который трудно переоценить. Появилась возможность детально рассмотреть патологические структуры в головном мозге, при этом дифференцировать патологию почти на гистологическом уровне. Для неврологов и нейрохирургов открылись новые возможности в лечении и динамическом наблюдении пациентов с патологией центральной нервной системы. Появилась возможность визуализировать такие изменения в позвоночнике, как грыжи дисков, опухоли и сосудистые аномалии. Сканирование в первом опыте аппарата занимало около часа.

Лучевая диагностика сегодня

Лучевая диагностика в наши дни развивается наиболее стремительно из всех медицинских отраслей, так как связана с техническим прогрессом. Теперь врачи могут уже видеть не только статичные картинки с большим разрешением и увеличением, но и видеть функцию систем, течение крови в сосудах, нервные тракты в мозге и даже метаболические процессы в тканях с помощью спектрометрии. Совершенствуются старые виды диагностики, изобретаются новые виды томографии, которые в сравнении несопоставимо быстры и точны. Все врачи вместе делают одно дело - борются за здоровье и жизнь людей, и их основная цель - быстро и качественно распознать болезнь, т. е. соответствовать древней латинской мудрости: «Bene dignoscitur, bene curator» («Хорошая диагностика предопределяет хорошее лечение»).

Сегодня отдел лучевой диагностики (ОЛД) в Национальном центре медицины остаётся одним из лидеров в МРТ- и РКТ-диагностике благодаря накопленному опыту врачей и преемственности поколений. В национальном центре медицины РС(Я) установлены два многосрезо-вых спиральных РКТ («Siemens Sensation 4» и «General Electric Optima 660») и два магнитно-резонансных томографа («Siemens Avanto» и «Philips Ingenia»). В отделе разработаны и освоены такие передовые методы диагностики, как рентгеноконтрастные томографические (РКТ) исследования коронарных сосудов сердца, функциональные РКТ-исследования лёгких и области шеи, низкодозовые РКТ-исследования лёгких, методы магнитно-резонансной томографической диагностики при врастании плаценты, МРТ сердца, МРТ всего тела.

Коллектив отдела лучевой диагностики НЦМ постоянно повышает свою квалификацию, участвует в

конференциях, пополняет научную базу публикациями. Накопленный опыт врачей передаётся из поколения в поколение и обогащается новыми знаниями и навыками.

Физико-технические аспекты

Компьютерная томография и компьютерная аксиальная томография создают с помощью рентгеновских лучей изображения тела человека, в том числе костей. Рентгеновская трубка (источник) томографа вращается вокруг пациента, лежащего на столе. Напротив трубки расположен детектор рентгеновских лучей. Он принимает прошедший через пациента луч. Этот луч дискре-тизируется посредством 764 каналов (количество каналов приблизительно). Получаемый каждым каналом сигнал преобразуется в 16-битовое цифровое значение и отправляется в реконструирующий процессор.

Измерения производятся примерно 1000 раз в секунду. Оборот сканера занимает обычно 1-2 секунды. Получаемое множество сигналов данных сканирования сравнивается с результатами калибровки сканирования воздуха, воды и полиэтилена (мягкого пластика), предварительно собранными при точно таком же относительном расположении. Это сравнение позволяет выразить пиксели изображения известными значениями, соответствующими определённым видам тканей тела человека, независимо от различий в размерах пациента и факторах воздействия.

При МРТ-исследованиях принимающая катушка индуктивности с помощью очень мощного магнита и импульсов электромагнитных волн радиодиапазона считывает энергию, вырабатываемую молекулами воды, когда они перестраиваются после каждого выравнивающего импульса радиочастот. Собранные данные преобразуются в двухмерное изображение по одной из осей тела. Кости виртуально не содержат воды, поэтому не формируют данных для изображения, оставляя на снимке чёрные пятна. Устройства МРТ лучше подходят для изображения мягких тканей.

Особенности КТ-обследования

Компьютерная томография (КТ) очень хорошо отображает костные структуры и органы грудной клетки. Она остаётся золотым стандартом при исследованиях органов брюшной полости за счёт большего пространственного разрешения, то есть позволяет строить трёхмерные реформации почти любой области сканирования.

КТ обычно широко применяется, сканирует быстрее, стоит намного дешевле и, пожалуй, при КТ реже требуется приём пациентом успокоительных или обезболивающих препаратов, чем при МРТ.

Есть и свои минусы. Для формирования изображения при КТ-обследовании используются рентгеновские лучи, поэтому очень важно считать усвоенную пациентом дозу в год (она не должна превышать 100 мЗв).

При КТ больше используются контрастные средства, содержащие элементы с более высоким атомным числом

Отделение рентгеновской компьютерной томографии отдела лучевой диагностики за работой.

Сидит врач М. М. Егорова. Стоят слева направо: врач А. Е. Иванов, врач В. Н. Мотовилов, зав. РКТ А. В. Ушаков, врач Л. А. Иванова

Отделение магнитно-резонансной томографии отдела лучевой диагностики за работой.

Сидит В. В. Дмитриева. Стоят слева направо: врачи Т. Я. Назарова, Т. Н. Вензель

(йод, барий), чем у окружающих тканей. Применение йода может привести к нежелательным аллергическим реакциям и контрасту индуцированной нефропатии1 [4].

1 Нефропатия - патологическое состояние, которое характеризуется поражением клубочкового аппарата и паренхимы почек. Как следствие, функциональность органа существенно снижается, что может стать причиной прогрессирования опасных осложнений.

Отделение МРТу томографа «Siemens Avanto».

Слева направо: Р-лаборант А. Н. Васильева, врач В. В. Дмитриева, врач Т. Н. Вензель,

Р-лаборант Л. А. Данилова, зав МРТ Д. Д. Ноев,

Р-лаборант А. В. Лыткина, врач Т. Я. Назарова, зав. ОЛД Л. А. Кларов

Особенности МРТ-обследования

При МРТ используется магнитное поле, которое не имеет известного побочного действия, связанного с воздействием радиации.

МРТ более подробно диагностирует мягкие ткани за счёт большего тканевого разрешения, т.е. гораздо чётче видны различия между разными тканями.

Одним из самых больших преимуществ МРТ является способность изменять контрастность изображения (небольшие изменения радиоволн и магнитных полей могут полностью изменить контрастность изображения). Разные установки контрастности позволяют выделить различные типы тканей.

Другим серьёзным преимуществом МРТ является способность изменять плоскость изображения без перемещения пациента (большинство устройств МРТ могут создавать изображения в любой плоскости).

При МРТ, как и при КТ, тоже используются контрастные вещества, но они не содержат йод. Известно гораздо меньше документально подтверждённых случаев аллергических реакций на контрастные вещества для МРТ, и они считаются более безопасными, чем красители для рентгена.

В целом, МРТ держит первенство при выявлении и распознавании опухолей. Контрастные вещества для МРТ обладают парамагнитными свойствами. Одним из примеров является гадолиний.

К недостаткам МРТ можно отнести тот факт, что его нельзя делать пациентам с клаустрофобией2, потому что такое обследование предполагает пребывание пациента внутри шумного устройства в течение примерно 20 - 45 минут. Кроме того, МРТ нельзя проводить пациентам с установленными хирургическими зажимами определённых типов, металлическими элементами, кардиомониторами и электрокардиостимуляторами.

Таким образом, каждый из видов томографов имеет свои преимущества в той или иной области исследования функциональных и морфологических состояний органов человека, но, несомненно, последнее слово за врачом, который вправе по лечебно-диагностическим показаниям назначать саму визуализацию и ставить диагноз для разработки тактики лечения в индивидуальном порядке.

Список литературы

1. http://professiya-vrach.ru/article/istoriya-poyavleniya-kompyuternoy-tomografii/

2. Lauterbur P.C. All science is interdisciplinary - from magnetic moments to molecules to men // Les Prix Nobel. The Nobel Prizes 2003. - Nobel Foundation, 2004. -P. 245-251.

3. MacWilliams B (November 2003). «Russian claims first in magnetic imaging». Nature 426 (6965). D0I:10.1038/426375a. PMID 14647349. Bibcode: 2003Natur.426.375M.

4. http://kt-pet.info/poleznoe/kt-i-mrt-chto-luchshe-i-v-chem-raznitsa.html.

2 Клаустрофобия - это одна из пространственных фобий, к которым относят страх высоты, глубины, темноты и открытых пространств. Нахождение в неприятной обстановке может провоцировать беспричинное ощущение тревоги или даже паническую атаку, которая обычно сопровождается соматическими симптомами, такими как ощущение удушья, сердцебиение, головокружение, предобморочное состояние и некоторые другие.

ЛФХШ мушь1хт1ся<Ей

Прекрасно там, где пребывает милосердие. Разве можно достичь мудрости, если не жить в его краях?

Конфуций