Двухэнергетическая КТ

Разграничение тканей при КТ основано на различиях в ослаблении рентгеновского излучения после прохождение его через изучаемый объект. Оно выражается в числах Хаунсфилда и отображается на томограммах в виде различных градаций серого цвета. Ослабление рентгеновского излучения связано с его поглощением или рассеиванием при прохождении через ткани. Степень ослабления излучения в тканях зависит от энергии рентгеновских фотонов. Известно, что величина чисел Хаунсфилда для мягких тканей мало зависит от изменения энергии рентгеновского излучения. В то же время с увеличением атомной массы элементов, составляющих данную ткань, колебание энергии рентгеновских фотонов приводит к заметной вариабельности чисел Хаунсфилда. К таким тканям относятся, например, костная. Кроме того, данный эффект можно наблюдать при отложениях кальция в различных анатомических структурах, при наличии высокоплотных инородных тел, искусственно вводимых в организм пациента позитивных контрастных веществ и медицинских приспособлений. Таким образом, различные структуры могут быть разграничены при КТ не только на основании разницы в степени ослабления рентгеновского излучения, но и в зависимости от их реакции на изменение энергии рентгеновского излучения.

Первые опыты с двухэнергетической КТ относятся еще к концу 70-х годов прошлого века. Однако низкое пространственное разрешение аппаратов, нестабильность регистрации КТ чисел, длительное время сканирования препятствовали внедрению в практику этой методики. Другой проблемой была недостаточная мощность рентгеновских трубок, не позволявшая достичь необходимых значений экспозиции при снижении величины напряжения. В связи с этим, едва ли не единственной областью применения двухэнергетических исследований в диагностической радиологии оставалась рентгеновская денситометрия костей. Отдельные исследования изучали возможности двухэнергетической КТ в выявлении обызвествлений в очаговых образованиях в легочной ткани или в количественной оценке жировой ткани в брюшной полости, однако широкого клинического применения они не получили. Совершенно новый уровень возможностей открывается в связи с появлением КТ с двойным источником излучения. Несмотря на то, что сама технология была изначально предложена для повышения временного разрешения при КТ коронарографии, использование двух источников для получения двух различных по спектру пучков рентгеновского излучения является исключительно интересным как в теоретическом, так и в практическом аспекте.

Рис. 3. - КТ ангиография сосудов головы и шеи с использованием

двухэнергетической КТ на аппарат с двумя источниками излучения.

Реформация во фронтальной проекции, MIP. Костные структуры

черепа и верхней апертуры математически выделены и удалены

Одним из возможных направлений развития этой методики является быстрое, еще в процессе построения изображения, разделение костных структур, мягких тканей и паренхиматозных органов, а также контрастированных йодсодержащими веществами сосудов. Это позволят построить изображения, как двухмерные, так и трехмерные, с исключением одной или двух из перечисленных трех групп анатомических структур. В ряде случаев искусственное удаление костных структур может иметь большое диагностическое значение. Например, при исследовании головного мозга или области верхней апертуры грудной клетки исключение из построенного изображения костных структур позволяет более точно понять расположение сосудов и окружающих мягких тканей. Сегодня эту процедуру можно выполнить с помощью специально программного обеспечения, однако она много занимает времени и требует участия специалиста.

Другим направлением является оценка перфузии тканей паренхиматозных органов. Для выявления такого рода изменений традиционно используются методики радионуклидной диагностики, а в последние годы оценка перфузии стала возможной и при МРТ исследованиях. При КТ оценка перфузии основана на введении йодсодержащих контрастных веществ в сосудистое русло, когда атомы йода распределяются в тканях пропорционально существующему кровотоку. Снижение или полное прекращение кровотока, которое наблюдается при патологии сосудов, имеет большое диагностическое и клиническое значение. Примерами могут служить участки ишемии головного мозга при инсульте, легкого при тромбоэмболии легочной артерии, почек при атеросклерозе почечных артерии и ряд других патологических состояний. Принципиально важной является возможность изучения различий в перфузии нормальных и опухолевых тканей при онкологических заболеваниях. Изучение особенностей визуализации опухолей на фоне введения контрастных веществ с помощью двухэнергетической КТ может дать новую группу признаков для ранней диагностики злокачественных новообразований.