Способ рентгеновской томографии

 

Использование: в медицинской технике, а именно в рентгенотомографии. Сущность: способ рентгеновской томографии заключается в просвечивании рентгеновским лучом биообъекта и получении его изображения на носителе информации, при этом сканирование осуществляют посредством отклонения рентгеновской трубки, а пучок рентгеновских лучей пропускают через шторки дополнительной диафрагмы, раскрывая их синхронно и пропорционально углу отклонения рентгеновской трубки от горизонтального положения.

Изобретение относится к медицине, а точнее к рентгенотомографии. Рентгенотомографическое исследование является наиболее доступным, достаточно информативным и относительно не дорогим способом диагностики медиастинальных аденопатий различной этиологии, в первую очередь, при метастатическом поражении лимфатических узлов данной локализации, а также при туберкулезном бронхоадените у детей и подростков.

В связи с этим необходимо увеличение разрешающей способности обычного рентгенотомографического исследования и тем самым повышение качества получаемого при обследовании изображения.

Известен способ обычного рентгенографического исследования /1,2/, заключающийся в том, что в качестве диафрагмы используются стандартные шторки, выполненные из просвинцованной резины и конструктивно вмонтированные в тубус рентгеновского излучателя. Ширина окна между этими шторками задается перед томографическим исследованием и в процессе исследования не меняется.

Основным недостатком данного способа является то, что в качестве устройства, диафрагмирующего рабочий пучок рентгеновских лучей, используются просвинцованные пластины, которые жестко ограничивают рентгеновские лучи в краевых зонах на заранее заданную величину. При проведении томографического исследования не происходит выравнивания оптической плотности между интенсивной тенью средостения и менее интенсивной тенью корней легких, медиастинальных лимфатических узлов и сосудистых образований как корней легких, так и самих легких. Это происходит потому, что экспозиционная доза рентгеновского излучения подбирается для того, чтобы проработать центральные, наиболее плотные отделы средостения. Для расположенных в непосредственной близости, но менее плотных образований корней легких (включая небольшие лимфатические и опухолевые узлы) выбранная доза, как правило, оказывается слишком большой и эти анатомические образования "забиваются". Таким образом, при обычном рентгенотомографическом исследовании невозможно в процессе исследования корректировать интенсивность излучения в зависимости от плотности элементов снимаемого объекта, следовательно, разные по способности поглощать рентгеновские лучи элементы, получив практически одинаковую экспозиционную дозу, дают тени различной плотности почернения с резким переходом белого цвета в черный, практически без градаций серого цвета, в то время как в именно в этой цветовой градации находится оптическая плотность, создаваемая небольшими по размерам лимфатическими узлами и малыми центральными раками легкого. Выявление последних и особенно оценка распространенности ракового процесса являются актуальными проблемами современной онкологии.

Наиболее близким рентгенотомографическим исследованием является способ, обеспечивающий улучшение дифференцировки плотностей структур средостения, а также выравнивания по плотности его изображения и изображения легкого при использовании выравнивающих фильтров-диафрагмы /3/. Этот фильтр устанавливается у выходного окна тубуса рентгеновского излучателя; он выполнен из дюралюминия в виде пластины общей толщиной 10 мм, в центре которой имеется продольная прорезь шириной 8 мм; от прорези к периферии выполнен клиновидный скос с величиной угла в 28^o.

Основным недостатком данного способа является использование неподвижных ограничивающих (выравнивающих) клиновидных пластин, что не позволяет варьировать шириной щели фильтра-диафрагмы в зависимости от величины изучаемого объекта и тем более не позволяет приблизить ширину поля облучения к изменению ширины и формы органа во время исследования, например при одновременной томографии средостения и корней легких. Таким образом, как крупные, так и небольшие по размерам объекты исследуются одним и тем же, фиксированным по ширине полем, что в свою очередь, приводит к следующему: на томограмме невозможно получить одномоментное изображение как средостения, так и корней легких, особенно при наличии в последних пакетов увеличенных бронхолегочных лимфатических узлов; как следствие, необходимость выполнения дополнительных томограмм, а при этом увеличивается не только время обследования каждого больного, но и получаемая им доза облучения; при проведении томографического исследования небольших анатомических образований (турецкое седло) не достигается достаточного диафрагмирования и использование выравнивающего фильтра теряет при этом смысл, т.к. при этом сохраняется дополнительное облучение при одновременном снижении качества получаемого изображения.

Задача настоящего изобретения заключается в увеличении разрешающих возможностей обычного рентгенотомографического исследования с одновременным повышением информативности получаемых томограмм.

Поставленная задача достигается тем, что раскрытие шторок дополнительной диафрагмы осуществляется синхронно и пропорционально углу отклонения рентгеновской трубки от горизонтального положения.

Сущность способа заключается в следующем.

Подготовка к томографическому исследованию состоит в сборке планиграфической приставки и центрировании по кассете. Далее в собранном виде щелевая диафрагма вставляется направляющими в пазы кожуха рентгеновской трубки. Свободное плечо рычага диафрагмирующего устройства соединяется с сопрягающей планкой рентгенодиагностического аппарата. Затем между источником рентгеновских лучей и приемником рентгеновского излучения в необходимой проекции помещается пациент, выбирается глубина интересующего томографического слоя и задаются условия томографирования (напряжение, сила тока, время).

В исходном для томографии положении (угол отклонения трубки 30^o) ширина окна между диафрагмирующими пластинами составляет 10 мм, что вполне достаточно для визуальной оценки правильности укладки пациента по световому центратору. В момент включения высокого напряжения и по мере продвижения трубки к горизонтальному положению свободный конец сопрягающей планки рентгенодиагностического аппарата смещается вверх и тянет за собой жестко связанный с ним тросик, который вытягивает рычаг диафрагмы; последний посредством регулируемой по длине тяги приводит в движение одну из диафрагмирующих пластин. Вторая пластина при этом перемещается в горизонтальной плоскости в противоположную сторону на ту же величину, что и первая. Это движение осуществляется посредством возвратно-поступательного узла.

Синхронно с движением рентгеновского излучателя к горизонтальному своему положению и одновременным увеличением экспозиционной дозы рентгеновского излучения происходит расширение окна между шторками диафрагмы до величины, достаточной для получения изображения как средостения, так и корней легких. Расширение щели происходит за счет возвратно-поступательного движения самих шторок. Клиновидность шторок обеспечивает снижение проникающей способности рентгеновских лучей по мере увеличения толщины алюминия; при этом создаются условия для стирания резкой границы между различными по интенсивности элементами рентгенотомографического изображения, т.е. между черным и белым цветами появляется серая градация, анатомическим субстратом которого являются интересующие мелкие лимфатические узлы, небольшие центральные раки легкого и сосудистые образования корней легких.

Одновременно за счет значительной толщины алюминиевых диафрагмирующих пластин уменьшается интенсивность вторичного облучения, т.к. происходит дополнительное диафрагмирование и поглощение рассеянного излучения, при этом вторичного рассеивания от самого диафрагмирующего устройства не возникает.

Помимо обеспечения синхронности изменения ширины диафрагмирующего окна при изменениях интенсивности экспозиционной дозы рентгеновского излучения, а также дополнительного диафрагмирования при применении предлагаемого способа достигается и пропорциональность между величиной изменения ширины диафрагмирующего окна и размерами томографируемого объекта. Так, при томографическом исследовании небольших анатомических образований, размеры которых не превышают 1,5 2,0 см (например, турецкое седло, атланто-аксиальный сустав и др. ) величина смещения каждой из диафрагмирующих пластин не превышает 0,5 см, т.е. при исходной величине щели в 1,0 см максимальное раскрытие составит 2,0 см, что соответствует размерам исследуемого объекта. При исследовании крупных анатомических образований (например, средостение, тазобедренные суставы), размеры которых весьма вариабельны и меняются при томографическом исследовании (так, ширина верхнего средостения составляет около 5,0 см, а в нижнем отделе с учетом корней легких уже 11 12 см) величина раскрытия диафрагмирующих шторок, определяемая заранее, составляет до 4,0 см, что является достаточным для получения изображения нижнего отдела средостения с захватом корней легких. Наиболее узкие отделы верхнего средостения томографируются при максимальном отклонении рентгеновской трубки и при минимальном раскрытии шторок диафрагмы; по мере увеличения ширины исследуемой области до 11,0 12,0 см постепенно и синхронно с уменьшением угла отклонения рентгеновской трубки от горизонтального своего положения и одновременным увеличением рабочего пучка рентгеновских лучей увеличивается окно между диафрагмирующими шторками до максимального своего раскрытия 4,0 см. Это позволяет захватить максимальный размер средостения и получить серую переходную зону в области корней легких. Таким образом, появляются условия для более полного отображения на томограмме всех имеющихся плотностей исследуемой области с максимальным отграничением рассеянного излучения, что позволяет получить более качественные результаты томографического исследования.

Пример. Больной С.В. 67 лет, история болезни N 917. Поступил в отделение грудной хирургии онкологического диспансера с жалобами на боли в грудной клетке, кашель с мокротой, периодическое кровохарканье. Госпитализирован с клиническим диагнозом: центральный рак нижнедолевого бронха справа (Т2N1МО) при рентгенологическом и гистологическом подтверждении диагноза. При стандартном рентгенотомографическом исследовании выявлено: размеры опухолевого узла правого нижнедолевого бронха составляют 3,5 см, что соответствует стадии Т2. Увеличение бронхопульмональных лимфатических узлов (стадия регионарного метастазирования N 1). Отделенных метастазов не выявлено стадия МО. Далее больному выполнено томографическое исследование с использованием щелевой диафрагмы. Последовательность действий описана ранее. Технические условия томографии: напряжение 80 кВ, время 1,5 сек, сила тока 40 мА. При рентгенотомографическом исследовании с использованием предлагаемого способа в дополнение к вышеперечисленным признакам первичной опухоли и степени ее распространенности выявлено следующее: в проекции контралатеральных бронхопульмональных лимфатических узлов определяется дополнительная тень средней интенсивности от 1,3 до 1,5 см в диаметре, что свидетельствует о метастатическом поражении лимфатических узлов данной локализации. На основании полученных данных изменена степень распространенности ракового процесса с N 1 на N 2. Только с использованием предлагаемого способа рентгенотомографического исследования стала возможной оценка состояния лимфатических узлов противоположной стороны, уточнена степень регионарной распространенности ракового процесса и это позволило выбрать наиболее оптимальный метод лечения (комбинированная химио-лучевая терапия вместе планировавшегося оперативного лечения).

Таким образом, заявленный способ рентгенотомографического исследования позволяет: проводить исследование интересующих отделов рабочим пучком рентгеновских лучей, границы которого приближены к изменяющимся контурам исследуемого органа, в частности, средостения; сгладить резкий переход между элементами томографической картины с расширением градации серого оттенка, к которому по интенсивности приближено теневое отображение ряда анатомических образований; выявлять в дополнение к данным стандартного томографического исследования более мелкие образования лимфатические узлы от 10 до 15 мм, более отчетливо определяются сосудистые образования корней легких; уточнить степень распространенности ракового процесса на лимфатические узлы средостения, изменяя в ряде случаев степень регионарной распространенности опухоли можно по данным томографического исследования влиять на выбор наиболее оптимального способа лечения конкретного пациента; снизить лучевую нагрузку на пациента за счет более высокой информативности получаемых томограмм.

Формула изобретения

Способ рентгеновской томографии, заключающийся в просвечивании рентгеновским лучом биообъекта и получении его изображения на носителе информации, при этом сканирование осуществляют посредством отклонения рентгеновской трубки, а рабочий пучок рентгеновских лучей пропускают через шторки дополнительной диафрагмы, отличающийся тем, что раскрытие шторок дополнительной диафрагмы осуществляют синхронно и пропорционально углу отклонения рентгеновской трубки от горизонтального положения.