Комп'ютерна томографія органів дихання

Протягом останніх 20 років рентгенівська комп'ютерна томографія (КТ) стала одним з найважливіших методів діагностики захворювань органів дихання, в тому числі туберкульозу. Це обумовлено високою точністю методу у виявленні патологічних змін органів і тканин грудної порожнини.

Застосування КТ дозволило замінити традиційні рентгеноконтрастні методики, такі як бронхографія, пневмомедіастінографія, діагностичний пневмоторакс і ін. В тих лікувальних установах, де КТ є доступним методом дослідження, практично не використовується лінійна томографія.

У більшості клінічних ситуацій променева діагностика патології органів дихання може бути обмежена виконанням оглядової рентгенографії і КТ. При необхідності ці методики доповнюються ізотопними і ультразвуковими дослідженнями або магнітно-резонансною томографією (МРТ). Трансторакальна пункційна або чрезбронхіальная біопсія під контролем рентгеноскопії використовується для верифікації змін в грудній порожнині. Пункції можуть також виконуватися під контролем ехографії або КТ. Поряд з сучасними бронхологіческое і функціональними методами, комплекс променевих досліджень дозволяє отримати всебічну інформацію про стан органів дихання.

Сенс методу КТ полягає у виконанні трьох послідовних дій: сканування об'єкта тонким віялоподібним пучком рентгенівського випромінювання; реєстрації ослабленого рентгенівського випромінювання детекторами, що дозволяють перетворити енергію квантів випромінювання в електричні імпульси; побудови двомірного півтонування поперечного (аксіального) зрізу досліджуваної області.

Як і будь-який рентгенівський метод, КТ-дослідження пов'язане з впливом на організм іонізуючого випромінювання. Доза опромінення при стандартному КТ-дослідженні порівнянна з дозою при лінійної томографії легенів і становить 5-8 мЗв. У сучасних апаратах, оснащених програмами автоматичного коректування експозиції, доза може бути зменшена в 1,5-2 рази.

При використанні КТ з високою роздільною здатністю (КТВР), коли виконуються тонкі (1-2 мм) томографічні зрізи на відстані 10-20 мм один від одного, доза становить 2-3 мЗв. У спеціальних протоколах так званої нізкодозних КТ, призначеної для скринінгу патології легень, перш за все бронхогенною раку, доза опромінення порівнянна зі звичайною оглядової рентгенограмі і дорівнює 0,2-0,4 мЗв. Ці ж протоколи сьогодні нерідко використовуються для первинного сканування пацієнтів з уже відомою патологією.

Показання для КТ органів грудної порожнини

Прийнято виділяти деякі загальні показання до проведення КТ органів грудної порожнини, більшість з яких передбачають проведення диференціальної діагностики змін, виявлених при звичайній рентгенографії або флюорографії. До таких показань, зокрема, відносяться:

патологічне утворення (очевидне або передбачуване) в грудній порожнині, включаючи легкі, середостіння, плевру і грудну стінку;
збільшення лімфатичних вузлів середостіння і коренів легень (очевидне або передбачуване);
часткові і сегментарні інфільтрати в легкому, природа яких неясна за даними оглядової рентгенографії;
поширені двосторонні зміни в легенях (очевидні або передбачувані), в тому числі при інтерстиціальних захворюваннях легенів;
плевральнийвипіт неясного генезу;
травми і поранення грудей.

В принципі, будь-які сумніви в правильності інтерпретації даних рентгенографії є серйозним аргументом на користь виконання КТ. У ряді випадків КТ може виконуватися і при нормальній рентгенологічної картині з метою пошуку патологічних змін, невидимих на оглядових рентгенограмах, наприклад:

стадирование злоякісних пухлин: бронхогенною раку, злоякісних лімфом;
можливе патологічне утворення в середостінні у хворих з міастенією;
емфізема у хворих зі спонтанним пневмотораксом;
бронхоектази і ендобронхіальние пухлини у хворих з кровохарканням;
інтерстиціальні захворювання легенів у хворих з порушенням функції зовнішнього дихання і клінічної симптоматикою;
тромбоемболія легеневої артерії при наявності спіральної технології сканування і можливості КТ-ангіографії.

У ряді зарубіжних країн КТ починає застосовуватися в якості методу скринінгу бронхогенною раку замість рентгенографії і флюорографії. Добре відомо, що КТ дозволяє впевнено виявляти патологічні утворення в легенях розміром від 5 мм, в той час як рентгенографія і флюорографія - від 10 мм. При цьому Виявлення дрібних утворень в легенях при КТ не залежить від цілого ряду негативних "рентгенографічних" факторів (фізико-технічних умов виконання знімка, інтерпозиції кісткових структур, правильності установки хворого і т.п.).

В одному з найбільш великих досліджень в цій області застосування КТ при обстеженні групи ризику дозволило виявити осередки в легенях у 23,3% пацієнтів, у той час як при рентгенографії вогнища виявлені тільки у 7%. Рак легкого виявлено при КТ в 27 випадках (2,7%), з них 26 пухлин були РЕЗЕКТАБЕЛЬНОМ, а 23 (85%) мали I стадію, причому 19 з 23 осередків (75%) в I стадії не були видні на рентгенограмах. Порівнянні дані отримали і інші дослідники.

Застосування сучасних протоколів нізкодозних спіральної КТ дозволило знизити опромінення пацієнтів до рівня, порівнянного з оглядової рентгенографією. Однак питання про принципову доцільність скринінгу раку легкого з допомогою променевих методів дослідження до теперішнього часу залишається предметом дискусії. Неясно, чи зможуть ці програми реально знизити смертність хворих на рак легені, а також чи будуть такі дорогі програми економічно виправданими.

Методики КТ-досліджень

Будь-яке діагностичне КТ-дослідження органів грудної порожнини є серією томограм досліджуваної області. Воно спрямоване на вивчення легеневої тканини, дихальних шляхів, середостіння, плеври і грудної стінки. При первинному дослідженні томограми виконуються від верхівок до діафрагмальних синусів, при цьому товщина томографічного шару і відстань між шарами складає 8-10 мм.

Ця методика дозволяє вивчити весь обсяг грудної порожнини за допомогою зрізів, прилеглих один до одного (що примикають зрізів), не пропустивши при цьому істотної патології. У разі виявлення патології на серії первинних (нативних) томограм для уточнення характеру змін можуть бути використані спеціальні методики, пов'язані з введенням контрастних речовин, зменшенням товщини томографічного шару, дослідженням на видиху і ін.

В даний час прийнято виділяти дві основні технології КТ-дослідження: покрокову (послідовну) і спіральну. Покрокова технологія передбачає зупинку рентгенівської трубки після кожного обертання, під час якої стіл з пацієнтом переміщається в наступну позицію, а пацієнт має можливість зробити вдих і затримати дихання на час наступного обертання.

КТ з високою роздільною здатністю

КТВР є варіантом покрокового сканування і полягає у виконанні трьох технологічних процесів: зменшення товщини томографічного шару до 1-2 мм, прицільної реконструкції досліджуваної частини грудної порожнини і застосуванні спеціального високоразрешающем алгоритму побудови зображення. Всі три дії спрямовані на максимально можливе підвищення просторової роздільної здатності. Методика призначена для вивчення найбільш тонких змін легеневої тканини на рівні анатомічних елементів вторинної легеневої часточки і ацинусів.

В даний час КТВР використовується для діагностики інтерстиціальних захворювань легенів, емфіземи і бронхоектазів. Оцінка інтерстиціальних захворювань легень при КТВР дозволяє значно звузити диференційно-діагностичний ряд, об'єктивно висловитися про активність запального процесу, вибрати оптимальне місце і вид біопсії в разі її необхідності. У ряді випадків при КТВР вдається максимально наблизитися до гистоспецифические діагнозу, зокрема при саркоїдозі, лімфангіолейоміоматоза, гістіоцитоз, лимфогенном карциноматозі.

Важливими показаннями до проведення КТВР є спонтанний пневмоторакс і кровохаркання при відсутності змін на оглядових рентгенограмах. Основною причиною спонтанного пневмотораксу є емфізема, у виявленні якої КТВР має незаперечні переваги перед будь-якими іншими методами діагностики. У хворих з кровохарканням і нормальної рентгенограммой грудної клітини КТВР повинна передувати бронхологіческое дослідженню.

Ця тактика дозволяє впевнено виявляти як ендобронхіальние пухлини, так і бронхоектази, невидимі при бронхоскопії. Важливою знахідкою при КТВР у таких хворих є ділянки имбибиции легеневої тканини кров'ю, що вказує на локалізацію джерела кровотечі ще до виконання бронхоскопії.

Вивчення тонкої анатомічної структури легеневої тканини тісно пов'язане з процесами вентиляції і кровообігу (перфузії). Стан легеневої тканини при порушенні вентиляції у хворих з обструктивними змінами вивчається в умовах експіраторной КТ. При використанні цієї методики КТВР виконується на висоті затриманого видиху. У зонах порушеною бронхіальної прохідності, рівних за обсягом окремим часточок, іноді сегментам і навіть часток, при дослідженні на видиху виявляються ділянки підвищеної легкості - повітряні пастки.

У хворих з гострою і, особливо, хронічної тромбоемболією легеневих артерій (ТЕЛА) спостерігається перерозподіл крові із зон з облітерірован судинами в зони зі збереженим кровотоком. В результаті щільність нормальної легеневої тканини підвищується за рахунок надлишкової перфузії, що відбивається в наявності нерівномірного або мозаїчної перфузії у вигляді чергування ділянок зниженою і підвищеної щільності. Ця картина може нагадувати обструктивні зміни, але при дослідженні на видиху щільність легеневої тканини підвищується у всіх ділянках.

Роль КТВР в вивченні інтерстиціальних захворювань легень тривалий час залишалася недостатньо зрозумілою. Як правило, таке дослідження виконувалося при недостатньо очевидних зміни на рентгенограмах або при невідповідності рентгенологічних і клінічних даних.

Накопичення досвіду і клініко-морфологічні зіставлення дозволили розширити і конкретизувати показання до проведення КТВР:

виявлення дифузних змін в легенях у пацієнтів з нормальною або майже нормальною рентгенологічної картиною;
звуження диференційно-діагностичного ряду при неспецифічних змінах на рентгенограмах аж до встановлення гистоспецифические діагнозу;
оцінка оборотності змін в легенях;
дослідження пацієнтів з незрозумілими обструктивними змінами;
оцінка пацієнтів з кровохарканням;
визначення виду і місця біопсії легені.

Крім перерахованої групи захворювань, КТВР може застосовуватися для уточнення даних спірального сканування, що широко використовується при оцінці одиничних округлих утворень в легенях або локальних (пайових і сегментарних) інфільтративних змін. Однак більшість патологічних процесів в легеневій тканині, трахеї і великих бронхах, судинах грудної порожнини, в середостінні, плеври і грудної стінки доцільно вивчати за допомогою спіральної КТ.

спіральна КТ

Спіральна технологія сканування, на відміну від покрокової, передбачає безперервне обертання рентгенівської трубки при безперервному зміщенні столу з пацієнтом через вікно гентрі. В результаті траєкторія пучка рентгенівського випромінювання, що проектуються на тіло людини, набуває форму спіралі.

Головною перевагою спіральної технології є різке прискорення процесу сканування в результаті ліквідації тимчасових проміжків між окремими обертаннями рентгенівської трубки. Дослідження грудей може бути виконано на одній затримці дихання, протягом 10-20 с, що особливо важливо для вивчення органів дихання.

Результатом спірального сканування є єдиний безперервний масив даних про досліджувану області. На відміну від покрокової КТ, цей масив не поділений на окремі фрагменти (томограми) дискретними циклами обертання рентгенівської трубки. За допомогою спеціальних математичних програм з цього масиву даних можуть бути отримані зображення в будь-якій площині, як двомірні, так і об'ємні, тривимірні.

Поява багатошарової КТ ще більше розширило межі застосування віртуальних технологій, заснованих на отриманні ізотропних зображень. Сутність багатошарової КТ полягає в використанні декількох рядів детекторів замість одного. У цьому випадку один томографічний шар може бути розділений на декілька томограм. Ці нові можливості усунули найважливіший недолік КТ в порівнянні з МРТ, який полягав в отриманні інформативних томографічних зображень тільки в аксіальній площині.

КТ-ангіографія

Необхідність контрастування судин при КТ-дослідженнях різних анатомічних областей виникає внаслідок недостатнього контрастного дозволу методу. Відмінності в рентгенівської щільності крові, що протікає по судинах, стінок судин і більшості мягкотканних структур, за винятком жирової клітковини, незначні. Без введення контрастної речовини (КВ) не представляється можливим відрізнити кров в просвіті судини від стінки судини, виявити звуження внутрішнього просвіту за рахунок тромбоутворення, а також потовщення, розшарування або пошкодження судинної стінки.

При нативному КТ-дослідженні грудної порожнини досить чітко видно лише зовнішні контури судини, і тільки якщо він оточений жирової клітковиною середостіння або воздухосодержащей легеневою тканиною. Прошарку жиру в середостінні недостатньо виражені у дітей, підлітків, осіб астенічної конституції, що істотно ускладнює оцінку судин. Ще більші труднощі виникають при наявності мягкотканних утворень в середостінні, корені легені або легеневої тканини, в зоні розташування яких судини не візуалізуються.

Спроби використовувати КТ для оцінки судинної патології грудної порожнини робилися з середини 1970-х років. При цьому використовували внутрішньовенне крапельне, а в подальшому і болюсне введення КВ в ліктьову вену, під час якого виконували від 2 до 5-7 томографічних зрізів в хвилину. За кордоном така методика КТ стала стандартною при дослідженні хворих з новоутвореннями.

При спіральної КТ-ангіографії сканування здійснюється в момент введення 80-100 мл КВ в периферичну вену зі швидкістю 2-4 мл / с. Час циркуляції КВ по великих судинах грудної порожнини або будь-який інший анатомічної області обмежено декількома десятками секунд. Якщо сканування вдається провести в цей часовий проміжок, з'являється можливість побачити внутрішній просвіт судин, заповнених контрастувало кров'ю.

КТ-ангіографія поєднує в собі всі переваги власне КТ з можливостями звичайної ангіографії. Її можна виконувати навіть в амбулаторних умовах, так як не потрібно наркозу і складних внутрішньосудинних втручань.

Найбільше клінічне значення КТ-ангіографія придбала в стадіюванні злоякісних пухлин грудної порожнини (бронхогенний рак, злоякісні лімфоми), в діагностиці ТЕЛА, оцінці аневризм грудної аорти і судинних мальформацій в легких і середостінні.

У хворих з онкологічними захворюваннями КТ-ангіографія дозволяє достовірно виявляти звуження і деформацію судин середостіння і коренів легень при проростанні їх первинної пухлиною або зміненими лімфатичними вузлами. Найбільш достовірні результати отримані при наявності змін порожнистих вен, великих легеневих артерій і вен. Звуження цих судин або деформація їх контурів прилеглими пухлинними масами є об'єктивними ознаками інвазії судинної стінки. Ці дані мають велике значення в плануванні оперативного або променевого лікування.

Більш складно визначити проростання пухлини в грудну частину аорти. Лише у поодиноких хворих відзначається явна деформація просвіту судини за рахунок вростання патологічного утворення. В інших пацієнтів про залучення аорти в пухлинний процес можна судити лише на підставі непрямих ознак. Найбільш важливими з них є старанність пухлинних мас до посудини протягом більше 3 см в поздовжньому напрямку або кільцеподібне охоплення судини пухлиною більш ніж на 1/2 його діаметра.

ТЕЛА є однією з найбільш складних діагностичних проблем. Тривалий час її діагностика була заснована на виконанні оглядової рентгенографії грудної клітини, перфузійному сцинтиграфії і, при необхідності, ангіопульмонографіі. Цей алгоритм зазнав серйозного перегляду в останні роки. Встановлено, що спіральна КТ-ангіографія дозволяє виявити до 98% емболів в головних, часткових і сегментарних артеріях.

Ряд досліджень показав, що використання спіральної КТ-ангіографії в поєднанні з ультразвуковим скануванням вен нижніх кінцівок в якості першого і єдиного методу оцінки легеневих судин є найбільш точним, коротким і дешевим алгоритмом діагностики ТЕЛА.

Судинні і комплексні мальформації у більшості хворих при рентгенологічному дослідженні нагадують пухлинний або запальний процес. Застосування КТ-ангіографії дозволяє достовірно встановити наявність судинної мальформації, її локалізацію і топографо-анатомічні взаємовідносини з оточуючими структурами і на цій основі кардинально змінити лікувальну тактику. Особливо велике значення при цьому мають програми тривимірних перетворень. Важливою перевагою КТ-ангіографії в порівнянні з традиційною ангіопульмонографія є можливість одночасної оцінки стану легеневої тканини навколо зони мальформації.

Комп'ютерна томографія органів дихання