Imaging in Medicine
tomográfia
Imaging alapul kézhezvételét rostos képek a kutatás tárgyát. Ezt a módszert először fejlesztette NI Pirogov. Ő teremtett egy atlasz „című topográfiai anatómiája”, amely végzett a befagyott test egy ember képét köteg szakaszok három irányban. Modern képalkotó is alapul kézhezvételét köteg képek. Azonban a modern képalkotó lehetővé élettartam vizsgálat, és segítségével a matematikai feldolgozása, hogy készítsen egy háromdimenziós rekonstrukciója a vizsgált test képet.
Az orvostudományban, használt különböző módszerek képalkotó: A komputertomográfia (CT), mágneses rezonancia képalkotás (MRI), SPECT (OEFKT) és pozitronemissziós tomográfia (PET).
komputertomográfia
Ábra. 1. Ábra különbségek röntgenfelvételt és rétegzett kép
A CT - módszer roncsolásmentes vizsgálatok belső réteges szerkezet 1979-ben javasolták által Godfri Haunsfildom és Allan Cormack. díjat a fejlesztés a Nobel-díjat.
Hagyományos röntgensugár technikával vannak hátrányai. Először is, egy kétdimenziós X-ray képet a tárgyak található a mélysége átfedés (lásd. 1. ábra). Másodszor, általában az X-sugarak nem tud különbséget tenni a lágy szövetek. Változások a lágy szövetek, mint például a máj és a hasnyálmirigy, nem különböztethetők, és néhány más szervek lehet látható, csak használata révén sugárfogó színezékek. Harmadszor, a hagyományos röntgen technikák, nem lehetséges számszerűsíteni a sűrűsége az egyes anyagok, amelyek áthaladnak a röntgensugárzás. Röntgenfelvétel ragadja csak átlagos felszívódását a különböző szövetekben. A CT-vizsgálat méri a csillapítás röntgensugarak áthaladó testrészek több száz különböző szögekből, így szeletekre, majd a segítségével számítógépes feldolgozás, egy nagy sorozat kétdimenziós röntgen felvételek körül egy forgástengely, háromdimenziós képet kapunk.
Előrehaladása CT szkennerek közvetlenül kapcsolódik a számát detektorok, azaz, a növekedés a száma egyidejűleg gyűjtött nyúlványok.
A berendezés az 1. generáció megjelent 1973-ban. CT készülék az első generáció már inkrementális. Volt egy cső irányul egy érzékelő. Szórást végeztünk lépésről lépésre, hogy egy fordulatot rétegenként. Mindegyik réteget kezeljük mintegy 4 perc.
* Gantry - mozgó, általában körkörös alakú, részben a tomográfiás berendezés tartalmaz egy leolvasó berendezés.
További előrelépés kapcsolódik az Advent
Spirál CT (1988) és a számának növekedése az érzékelők. Spirális letapogatás folyamatosan forgó röntgencső, és egy folytonos transzlációs mozgást táblázatban a beteg mentén hosszanti letapogatott z tengely nyíláson keresztül gantry *. Homlokkerekes Scan technológia jelentősen csökkenti a töltött idő a CT vizsgálat, és jelentősen csökkenti a sugárzási dózis a betegnek.
2. ábra. modern képalkotó
CT ma - a vezető módszer a sok betegség diagnózisát, az agy, a gerinc, a tüdő és a mediastinum, a máj, vese, hasnyálmirigy, mellékvese, aorta és az arteria pulmonalis, szív és sok más szervekben. CT lehet használni, mint elsődleges diagnosztikai módszer, és hogyan meghatározva eljárást, amennyiben az előzetes diagnózis már diagnosztizált ultrahanggal vagy klinikai vizsgálat.
MSCT - ez a legjobb módszer a diagnózis a tüdőbetegségek, és a csontok. A bevezetés kontraszt CT lehetővé teszi, hogy megkapja kiváló minőségű háromdimenziós képeket a szív és az erek, beleértve a koszorúerek és aortokoronáriás bypass graftok. Elvégezni ezeket a vizsgálatokat nem igényel kórházi kezelést és egy katétert a szív ereinek.
Szcintigráfia és SPECT
szcintigráfia
Szcintigráfia - módszer funkcionális képalkotó, beadunk egy radioaktív izotóp, és megszerzése kétdimenziós képek meghatározzuk a kibocsátott sugárzás általuk.
* Néha a címkék (jelölt stabil izotópok atomok alkalmazunk, amelyek rögzített tömegspektrométerek.
A beteg, akinek olyan készítmény, amely egy vektor molekula és a radionuklid *. Molekula vektor felszívódik bizonyos karosszériaszerkezet (szerv, szövet, folyadék). A radionuklid bocsát ki, és annak sugárzást érzékelt a detektor (gamma-kamera).
Ábra. 3. rendszer a gamma-kamera.
A kompozíció a modern gamma kamerák közé tartozik (lásd. Ábra. 3)
- többcsatornás kollimátor kiengedő irányban gamma-sugarak;
- szcintillátor nagy terület
(
Információkat szerezni az irányt indulás az emberi test γ-sugarak a kollimációra egy többcsatornás kollimátor. Szcintillátor detektorrendszer nézzük fotomultiplierek. Így az irányt az érkezés határozza meg γ-kvantum, amely lehetővé teszi, hogy rekonstruálják az emissziós pont.
SPECT
(SPECT, SPECT)
Ábra. 4. SPECT.
Továbbfejlesztése radioizotóp diagnózis létrehozásához vezetett a SPECT (SPECT). Ezek hőkamerák háromdimenziós képet kapunk számítógépes feldolgozásával egy sor sík szcintigrammokat.
Annak érdekében, hogy a képeket a SPECT, gamma kamera elfordul a beteg körül. A nyúlványok vannak rögzítve, általában minden 3-6 fok. A legtöbb esetben az optimális hasznosítás, használja a teljes elfordulása 360 fok. A tipikus szükséges idő minden egyes nyúlvány 15-20 másodpercig. Ennek megfelelően a teljes letapogatás ideje 15-20 perc. Hogy csökkentse a szkennelési idő kimutatására alkalmazott rendszer, amely két vagy több gamma kamerák.
A EKG mint kiváltó SPECT biztosít eltérés információt a szív munkáját különböző pontjain szívcikluson.
A szcintigráfia és SPECT ugyanazt radioaktív gyógyszerek. A legtöbb diagnosztikai eljárások (
80%) az elmúlt 30 évben alkalmazott gyógyszerek 99mTc. Azonban más radioizotópok. Az I. táblázatban használt egyes izotópok a diagnózis
Mivel a szív használják szcintigráfia 201 Tl, 99mTc-pirofoszfát, 67 Ga. Gallium, például, felhalmozódik a gyulladásos gócok a szív, ami abban nyilvánul a szcintigramban. Amikor a tüdő szcintigráfia: segítségével albumin jelzett 131I vagy 99mTc, egy szcintigramban mutatnak jelentős csökkenést a felhalmozási zóna az izotóp, ami azt jelzi, a pulmonális artériába. csontvelő kép alkalmazásával állíthatjuk elő kén kolloidot technécium 99m Tc, amely felhalmozódik a sejt csontvelő sejtek. Az akut leukémia, a betegek mielosklerozom, a chlamydia a csontvelőben képek különösen. Pajzsmirigy szcintigráfia alkalmazásával végezzük készítmények 131i vagy 99mTc, amely lehetővé teszi, hogy diagnosztizálni abban csomók.
SPECT CT +
Kombinálása számítógépes tomográfia és a SPECT egyetlen rendszer növeli a pontosságot mindkét típusú tanulmányok. Mivel csillapítása gamma-sugarak belül a beteg okozhat jelentős alulbecslését aktivitás mély szövetekben, összehasonlítva a felületi szövetekben. Az integrált SPECT CT optimalizálja abszorpciós korrekciót gamma sugárzás a szövetekben. Az integrált rendszer pontosan meg tudja határozni lézió lokalizációja az alkalmazásnál egy képet, hogy végezzen időben rák diagnosztizálásában, hogy végezzen a rosszindulatú és jóindulatú daganatok a különböző szervek és rendszerek jelenlétének kimutatására a szerkezeti változások és funkcionális rendellenességek a lépésben a minimális klinikai megnyilvánulásai a betegség.
Ábra. 5. A képeknek a SPECT, CT és integrált rendszer SPECT / CT
A pozitronemissziós tomográfia
(Két-foton-emissziós tomográfia)
PET jelenleg az egyik legfejlettebb diagnosztikai eszközök.
X-ray, ultrahang, és mágneses képalkotó Rezonáns emberi test felépítése mutatnak patológiai változások annak szakaszban. PET is képes regisztrálni változásokat a metabolikus folyamatok megelőznie. PET segít a korai felismerés kóros elváltozások sokáig morfológiai változásokat. A PET az onkológia és a kardiológia, a tanulmány a metabolikus folyamatok az agyban és más szervekben, mechanizmusok gyógyszer hatásának. Jellemzők PET nagyban meghatározza a rendelkezésre álló arzenál jelzett vegyületek - radiofarmakológiai (RFP).
Tekintsük azt az elvet a PET.
A beteg radiogyógyszer tartalmazó β + -Aktív izotóp.
A pozitront által kibocsátott radionuklidok nagyon rövid távon (néhány mm-es) a biológiai szövetek. Ennek eredményeként a pozitronannihiláció termel két γ-kvantumok energiáival 511 keV. Így a megsemmisülés zajlik szinte ugyanazon a helyen, ahol a molekula volt radiofarmakon. γ-kvantumok kibocsátott ellentétes irányban, és rögzíteni a véletlen módszerrel. Egy pár érzékelő található, az egyik egyenes különböző oldalain a beteg, és a két γ-QUANTA esik annak érzékelők egyszerre. Ennek eredményeként a regisztrációs egy ilyen esemény is építhető egy egyenes vonal áthalad a területen a radionuklid koncentráció. Szegmentált érzékelő formájában van több gyűrűk körülvevő beteg lásd. Ábra. 6. regisztráció nagyszámú pár γ-sugarak, és építi a kereszteződésekben a saját pályáját, akkor lehetséges egy kép forgalmazás Radiogyógyszerek, és így, hogy szemléltesse a célszerv.
A modern rendszerek nagy felbontású idő módszerével „repülési idő”, amely lehetővé teszi, hogy a pontossága néhány száz picoseconds, hogy meghatározza az idő közötti különbség kimutatására két foton. Ez lehetővé teszi, hogy keresse meg a helyet, ahol a megsemmisülés belül került sor tíz centiméter. Ez a pontosság nem elegendő a PET, de a használata a további információk felhasználásával a repülési időt módszer jelentősen javíthatja a képrekonstrukciós- annak minőségét, különösen a jel-zaj arányt.
Ábra. 6. sematikus ábrázolása a PET.
A radiofarmakonok PET alkalmazásával, amely 15 O (felezési 2,04 perc)
13 N (9,96 perc). 11 C (20,4 perc). . 18 F (110 perc) F 18, stb van az optimális felhasználási jellemzők a PET: a legnagyobb felezési idő és a legkisebb energiájú β + sugárzás. Egyrészt, a viszonylag kis felezési ideje fluor-18 előállítását teszi lehetővé PET képek nagy kontrasztú alacsony dózisú terhelés betegek. Alacsony energia pozitronemissziós biztosít nagy térbeli felbontású PET képalkotás. A viszonylag hosszú felezési ideje 18 F lehetővé teszi, hogy helyezze a termelés külön, közvetíti a kapott radiofarmakon PET több közeli központok. A leggyakoribb radiofarmakonok (RFP) PET jelentése fluor-dezoxiglükóz (FDG). Azonban a legtöbb kiváló minőségű képek használatával nyerjük radionuklidok például a 15 O, 13 N és 11 C.
PET technológiát használják érzékelésére agy szerkezetét. A glükóz szívódik fel a legaktívabb területek az agy egy adott funkció végrehajtását a pillanatban. PET lehetővé képek a régió a glükóz felszívódását jelzett radionuklid. Az így azonosított azokat a területeket az agyban, amelyek kapcsolatban vannak a különböző típusú mentális aktivitás.
PET egyre inkább együtt használják CT vagy mágneses rezonancia képalkotás (MRI). Így szinte egy időben tájékoztatást kapjanak mind a szerkezete és biokémiája. PET leghasznosabb kombinálva anatómiai képalkotó. Modern PET szkennerek már elérhető integrált CT-szkenner helyezzük egy bak (PET-CT). A két letapogatás végezhető egymást egy munkamenetben. A beteg nem változik a helyzet a két típus között a szkennelés. Tehát funkcionális képalkotó alkalmazásával kapott PET, ami azt mutatja, a térbeli eloszlását a metabolikus vagy biokémiai aktivitást a szervezetben, lehet korrelált az anatómiai vizualizációs kapott CT. PET-CT pontossága hozzáteszi anatómiai lokalizációja funkcionális képalkotó, amely korábban nem volt normális PET.
Új létesítmények PET szinte kizárólag a kombinált PET-CT. Azonban, a PET-CT bizonyos hátrányai, beleértve a képtelenség, hogy egyszerre adatokat gyűjteni és szignifikáns páciensdózis expozíciós hozzájárult CT.
Az elmúlt években aktívan dolgozik alternatív PET-CT hibrid képalkotó technológia - PET-MRI technológiával. Összehasonlítva CT MRI, különösen, ez ad egy jobb kontraszt lágy szövetekben. Általában a kombináció PET-MRI számos előnyt biztosít, amelyek túlmutatnak az egyszerű kombinációja funkcionális információt PET szerkezeti információkat az MR. Klinikai alkalmazások PET-MRI onkológia, a neurológia és a kardiológia.
Ábra. 7. Képek a számítógép képernyőjén. Balról jobbra PET képalkotás, MRI és PET összetett kép MRI.
Izotóp PET általában helyben készített a vizsgálat során. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a legtöbb PET izotópok ultra-rövid felezési becslések néhány perc alatt, és még másodperc. A gyorsítók előállításához szükséges PET gyakran közelében található a szkenner, vagy szerves részét képezik a komplex. Ami a pozitron-sugárzók elegendő protonok 10-18 MeV deuteron vagy 5-9 MeV energiájú (erre a célra, alkalmas, tömör ciklotronban). szkennerek gyakran látják el a ciklotron. Szintén szükséges automatikus radiokémiai laboratórium.
Egy másik, hogy egy ilyen szervezet PET bizonyos esetekben - a generátor radionuklidok.