МЕДИЦИНСКАЯ РАДИОЛОГИЯ (основы лучевой диагностики и лучевой терапии)

Мгновенье длился этот миг,
Но он и вечность бы затмил.

Б. Пастернак

Поразительно, но факт: день рождения медицинской радиологии точно обозначен в истории - 8 ноября 1895 г. Вечером этого дня в баварском городе Вюрцбурге, в физической лаборатории местного университета профессор Вильгельм Конрад Рентген, работая с катодной трубкой, случайно заметил свечение, исходившее от банки с кристаллами платиносинеродистого бария. Он не мог тогда знать, что начинал прорыв научного фронта, прорыв из нашего зримого мира в невидимый мир фантастических скоростей и энергий, исчезающе малых длительностей и необычных превращений, но предчувствие великого, очевидно, охватило ученого. Он не ушел в тот вечер из лаборатории и на ближайшие недели стал ее добровольным узником. В короткий срок с помощью самодельных приборов и остроумных приемов, которые затем были использованы в других областях физики, Рентген настолько полно изучил новое излучение, что до 1908 г. к установленным им данным не было добавлено ничего существенного.

Остановитесь, читатель, и задумайтесь над происшедшим! Случайны ли крупные открытия? Датский физик Эрстед «случайно» установил взаимосвязь электричества и магнетизма, когда работавший с ним студент заметил отклонение намагниченной стрелки при пропускании тока по проводнику. Майкл Фарадей «случайно» заметил отклонение стрелки прибора и сформулировал закон электромагнитной индукции. Серебряная ложка французского художника Дагерра «случайно» оказалась на полированной металлической поверхности, и полученное изображение назвали дагерротипом (прообраз нынешней фотографии).

И все же прав Луи Пастер: «Случай выбирает подготовленный ум». Многие ученые до Рентгена работали с катодными лучами, замечали свечение экранов и непонятные темные полосы на фотопластинках (например, преподаватель физики Бакинского реального училища Е.С. Каменский, профессор из Праги И.П. Пулюй). Однако открытие совершил Рентген. Объяснение можно найти в воспоминаниях его ученика, в будущем известного российского физика А.Ф. Иоффе. Рентген вышел из блестящей классической школы Кундта в Страсбурге (вот она — роль Учителя!). Воспитанниками этой школы были крупные физики, в том числе замечательный русский ученый ПН. Лебедев, открывший давление света. В школе Кундта развил свой талант экспериментатора Рентген, здесь он научился тщательному анализу возможных ошибок и строго продуманной постановке опыта, стал лучшим экспериментатором своего времени (рис. I.1).

Историческая заслуга Рентгена состоит в том, что он не прошел мимо случайно замеченного факта, как многие его коллеги, а подверг его всестороннему анализу и доискался до его причины. Как сказал известный русский физиолог А.А. Ухтомский, «…​бесценные вещи и бесценные области реального бытия проходят мимо наших ушей и мимо наших глаз, если не подготовлены уши, чтобы слышать, и не подготовлены глаза, чтобы видеть…​».

Легенда о «случайном» открытии рентгеновского излучения весьма живуча. Однако ее нетрудно поколебать. В июле 1896 г. Рентген объяснил своему коллеге, почему он использовал экран, покрытый платиносинеродистым барием: «В Германии мы пользуемся этим экраном, чтобы найти невидимые лучи спектра, и я полагал, что платиносинеродистый барий окажется подходящей субстанцией, чтобы открыть невидимые лучи, которые могли бы исходить от трубки».

Любопытно, что общественность узнала об открытии Рентгена из газетной статьи. Рентген представил научному обществу первое сообщение о новых лучах, но доклад ученого был отложен в связи с рождественскими каникулами. Однако он не удержался и вместе с рождественским поздравлением разослал сослуживцам открытки с рентгеновским изображением кошелька с монетами, связки ключей в деревянном ящике и кисти руки. Снимок кисти своей жены Рентген сделал 22 декабря 1895 г. Сохранилось письмо одного из профессоров, получивших поздравление. Он писал: «Какой фантазер Рентген, мы давно знаем, но теперь он, по-видимому, совсем с ума сошел. Он утверждает, что видел скелет собственной руки». Один предприимчивый молодой человек выпросил эти фотографии и отвез их в Вену, где его отец был редактором газеты «Die Presse», и 5 января 1896 г. на первой полосе этой газеты появилась большая статья «Сенсационное открытие».

23 января 1896 г. Рентген выступил с докладом на заседании местного научного общества. Он сообщил о своем открытии и тут же сделал рентгеновский снимок кисти председателя заседания — известного анатома А.Р. фон Кёлликера. Подумайте, как символично! Делая этот снимок, Рентген как бы передавал открытие в руки медика. И старик Кёлликер, потрясенный, встал и заявил, что за 48 лет пребывания в научном обществе он впервые присутствует при столь великом открытии. Он провозгласил троекратное «ура» в честь ученого и предложил назвать новые лучи его именем. Небезынтересно, что на этом историческом заседании присутствовал русский студент — народоволец В.И. Яковенко, который впоследствии стал известным земским врачом, а позже — крупным деятелем отечественной медицины.

После сообщения Рентгена разразилась подлинная научная буря. Свыше 1200 публикаций появилось только в 1896 г. История науки еще не знала подобного бума. Имя Рентгена сразу стало известно всему миру, но он не изменил ни своим занятиям, ни своему относительно замкнутому образу жизни. Он отказался от места президента научного общества, звания академика Прусской академии наук, дворянства и различных орденов, а сами лучи до последних лет жизни называл Х-лучами. Он не согласился получить патент, предложенный Берлинским всеобщим электрическим обществом, заявив, что его открытие принадлежит всему миру и не может быть закреплено за одним предприятием.

Уместно отметить благородные качества Рентгена, характеризующие его как выдающегося ученого и человека: глубокий ум, тонкую наблюдательность, скромность, отсутствие корыстолюбивых замыслов. В 1901 г. Рентгену была присуждена первая Нобелевская премия по физике. Ее денежную часть — 50 000 крон — Рентген передал Вюрцбургскому университету. Мы можем гордиться тем, что правительство нашей страны первым увековечило имя ученого. 29 января 1920 г. в Петрофаде на маленькой улочке, которая называлась Лицейской, а затем получила имя Рентгена, был открыт первый памятник ученому.

1895 год был весьма примечательным. Вначале А.С. Попов изобрел радио, летом на улицах европейских городов появились первые автомобили, а в декабре в Париже загорелся экран первого кинематофафа братьев Люмьер. Не правда ли, целая серия открытий! Объяснялось это тем, что вторая половина XIX столетия ознаменовалась бурным развитием естественных наук. Открытие Рентгена было одним из звеньев революционной цепи и в свою очередь сыграло революционизирующую роль, показав человечеству путь в атомную эру.

Однако остановимся, читатель. Подобно тому, как Шехерезада при восходе солнца прерывала свой рассказ на самом интересном месте, мы на время отвлечемся от прошлого, чтобы рассмотреть предмет открытия Рентгена — рентгеновское излучение — и напомнить о его свойствах.

Открытие рентгеновских лучей было первым великим прорывом в область, куда ни один человеческий ум не дерзал проникнуть.

Артур Кларк

Рентгеновское излучение занимает область электромагнитного спектра между гамма- и ультрафиолетовым излучением и представляет собой поток квантов (фотонов), распространяющихся со скоростью света (300 000 км/с). Эти кванты не имеют электрического заряда. Масса кванта составляет ничтожно малую часть атомной единицы массы. Энергию квантов измеряют в джоулях (Дж), но на практике часто используют внесистемную единицу электрон-вольт (эВ).

Один электрон-вольт — это энергия, которую приобретает один электрон, пройдя в электрическом поле разность потенциалов в 1 вольт. 1 эВ = 1,6∙10^-19 Дж. Производными являются килоэлектрон-вольт (кэВ), равный 1 тыс. эВ, и мегаэлектрон-вольт (МэВ), равный 1 млн эВ.

Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых электронов в электрическом поле атомов вещества (тормозное излучение) или при перестройке внутренних оболочек атомов (характеристическое излучение). Тормозное излучение имеет непрерывный спектр, зависящий от анодного напряжения на рентгеновской трубке. Средняя эффективная энергия квантов составляет приблизительно 2/3 от максимального напряжения, приложенного к трубке. Например, при максимальном напряжении 50 киловольт (кВ) средняя энергия рентгеновских квантов около 30 кэВ, при 100 кВ — 65 кэВ, при 150 кВ — 100 кэВ. Рентгеновское излучение именно в данном диапазоне энергий используют в рентгенодиагностике.

Рентгеновское излучение обладает рядом свойств, обусловливающих его значительные отличия от видимого света. Оно проникает через тела и предметы, не пропускающие свет; вызывает свечение ряда химических соединений (на этом, кстати, основана методика рентгеновского просвечивания); разлагает галоидные соединения серебра, в том числе находящиеся в фотоэмульсиях, что позволяет получать рентгеновские снимки. Важнейшим свойством рентгеновского излучения является способность вызывать распад нейтральных атомов на положительно и отрицательно заряженные частицы (ионизирующее действие). В связи с этим понятно, что это излучение не безразлично для живых организмов, поскольку обусловливает определенные изменения в биосубстрате.

Рентгеновское излучение широко используют в науке, технике и промышленности, но наибольшее значение приобрело это излучение в медицине, где оно легло в основу одного из ведущих методов клинического обследования. Однако это «уже совсем другая история», как любил повторять датский сказочник Х. Андерсен, и мы вернемся к ней позже.

Как бы ни было разнообразно воображение человека, природа еще в тысячу раз богаче.

А. Пуанкаре

Стокгольм, 10 декабря 1903 г. В зале Шведской академии наук, на том месте, где 2 года назад стоял Рентген, находился невысокий человек, тоже физик, но из Франции — Анри Беккерель. Король Швеции вручал ему диплом лауреата Нобелевской премии. О чем думал Анри Беккерель в эти минуты душевного волнения, когда перед человеком порой проходит вся его жизнь?

Может быть, в памяти Анри Беккереля возник на мгновение образ деда — члена парижской Академии наук Антуана Беккереля. Красота светящегося ночного моря в Венеции заставила его еще в молодости задуматься над удивительным явлением люминесценции — способности некоторых веществ светиться в темноте после воздействия на них видимого света. С тех пор эта проблема стала чуть ли не фамильным достоянием семьи Беккерелей. Или мысль Анри Беккереля обратилась к тем уже далеким дням, когда вместе с отцом — профессором физики Александром Беккерелем он ставил первые опыты по изучению люминесценции солей урана. Уже тогда он знал, что эти соли светятся в темноте, если их предварительно подвергнуть действию солнечных лучей. А может быть, ему вспомнился период научного поиска и вдохновения, охватившего физиков всего мира после открытия Рентгена и побудившего многих ученых возвратиться к загадочному явлению люминесценции. Научный мир тогда был словно заражен лихорадкой открытий — поиском таинственных излучений. Именно Анри Беккерель вместе с другим французским ученым — физиком, математиком и философом Анри Пуанкаре — предположил, что «Х-лучи» могут испускаться фосфоресцирующими веществами.

Для своих опытов Беккерель выбрал кристаллы калийуранилсульфата — одного из наиболее сильных фосфоресцирующих веществ. Беккерель был страстный, но строгий искатель, и даже сильное волнение не могло нарушить педантичность экспериментатора. Проследите за чистотой его опытов! Он ставит исходный эксперимент: в полной темноте берет фотопластинку, заворачивает ее в два слоя черной бумаги, не пропускающей видимый свет, и выставляет в окно: пусть весеннее солнце заливает ее лучами. Затем он проявляет пластинку и убеждается, что она не экспонирована. На следующий день Беккерель повторяет опыт, но сверху на пластинку помещает металлический крест, покрытый солью урана. Под действием солнечных лучей соль должна сильно светиться. Если она, кроме видимого света (фосфоресценции), испускает невидимое излучение, то через несколько часов…​ Скорее проявим пластинку…​ Успех! На пластинке получено изображение креста, следовательно, урановая соль дает излучение, проходящее через черную бумагу и разлагающее соли серебра в фотоэмульсии, подобно рентгеновскому излучению. Значит, фосфоресцирующие вещества испускают не только видимый свет, но и невидимое излучение?

24 февраля 1896 г. Анри Беккерель доложил результаты своих опытов на заседании Парижской академии наук. Это было предварительное сообщение казалось бы, подтверждающее предположение А. Беккереля и А Пуанкаре Однако дальше события приняли иной оборот. 2 марта должен был состояться основной доклад Беккереля Готовясь к нему, ученый наметил провести новую серию опытов, но 26 и 27 февраля в Париже было пасмурно и пластинки, подготовленные для эксперимента, пролежали два дня на полке вместе с кристаллами калийуранилсульфата. 1 марта, наконец выглянуло солнце и, хотя это был воскресный день, Беккерель пришел в лабораторию, чтобы закончить опыт. Однако остановимся на мгновение, ибо здесь кульминация драмы и торжество мастера! - он не выставляет пластинки в окно, а проявляет их. Ведь они пролежали долгое время вместе с солями урана, а это не соответствует условиям прежних опытов. Вот оно - господство над случаем! Впрочем, Беккерель скажет позднее: «Я сделал новый опыт, который все равно провел бы рано или поздно, когда я систематически изучил бы формы действия и их продолжительность для фосфоресцирующих веществ через непрозрачные тела на фотографическую пластинку». Значит, и случай может быть пойман в ловушку искусного последовательного экспериментатора.

Начал Беккерель с того, что проявил пластинки, полагая, что увидит на них лишь легкую вуаль. Каково же было его удивление, когда оказалось, что пластинки засвечены, причем очень сильно. Что это могло означать? Только то, что соли урана способны самостоятельно, без возбуждения извне засвечивать фотопластинки. Благодаря чему? Очевидно, вследствие того, что они испускают невидимые лучи особого рода, проникающие через черную бумагу. Бесконечной вереницей тянутся новые и новые опыты. Беккерель устанавливает, что источником излучения является сам уран. 23 ноября 1896 г. на заседании Парижской академии наук Беккерель окончательно прощается с мыслью о связи фосфоресценции и открытого им излучения и называет последнее урановыми лучами. Так теоретическая догадка, пусть и не до конца правильная, послужила толчком к познанию неведомого естественного явления природы. «Гипотезы,— писал В. Гете,— это леса, которые возводят перед зданием и сносят, когда здание готово,— они необходимы для работника: он не должен только принимать леса за здание».

Гипотеза о специфических «урановых лучах» была вскоре развенчана. Оказалось, что способностью испускать проникающее излучение обладает также торий. Об этом сообщили 4 февраля 1898 г. Берлинскому научному обществу Г. Шмидт и 12 апреля того же года Парижской академии наук Мария Склодовская-Кюри. А Резерфорд установил, что так называемые урановые лучи — это на самом деле смесь излучений. Стало известно, что в их состав входят а-, β-частицы и γ-излучение.

Итак, Беккерель открыл явление естественной радиоактивности. Открытие рентгеновского излучения и естественной радиоактивности — звенья одной цепи, первые камни фундамента, на котором были построены и современная ядерная физика, и современная медицинская радиология.

В следующем разделе мы познакомимся со свойствами γ-излучения, а- и β-частиц.

Глаза, вы видали так много прекрасных мгновений…​ Скажите, что краше всего?. — Шаг вперед — без сомненья

Расул Гамзатов

Излучение, открытое Рентгеном, было названо рентгеновским, поэтому излучение, обнаруженное Беккерелем, стали первоначально именовать беккерелевыми лучами. Однако, возможно, к неудовольствию Беккереля, это название скоро было оставлено. Оказалось, что новое излучение неоднородно и представляет собой смесь трех излучений, которым дали новые «имена» — по первым трем буквам греческого алфавита: α-частица, Р-частица и γ-излучение.

Альфа-частица (⁴а₂) — как бы голое ядро атома гелия, состоящее из двух протонов (р) и двух нейтронов (n). Следовательно, она имеет двойной положительный заряд и относительно большую массу, равную 4 атомным единицам массы. Эта частица возникает при α-распаде естественных радиоактивных элементов. В тканях человеческого тела α-частицы пробегают лишь несколько десятков микрон.

Бета-частица — это либо электрон (е~'), либо позитрон (е⁺¹). Каждая β-частица обладает одним элементарным электрическим зарядом: электрон — отрицательным, позитрон — положительным. Масса β-частицы невелика, всего 1/1840 массы ядра атома водорода. Позитроны образуются при распаде некоторых искусственных радионуклидов. Происхождение электронов может быть двояким. С одной стороны, они могут возникать при распаде радионуклидов. В этом случае энергетический спектр β-излучения непрерывный с максимумом до 2 МэВ. В мягких тканях человека такие электроны распространяются всего на несколько миллиметров. С другой стороны, электроны могут быть получены в ускорителях заряженных частиц в результате термоэлектронной эмиссии. Такие электроны не принято называть β-частицами. Их энергия может достигать 50—100 МэВ, и они обладают большим пробегом в тканях.

Гамма-излучение — электромагнитное излучение, испускаемое при радиоактивном распаде и ядерных реакциях. В отличие от тормозного излучения спектр γ-излучения дискретный, так как переход ядра атома из одного энергетического состояния в другое осуществляется скачкообразно. Свойства γ-излучения, как и других электромагнитных излучений, определяются длиной волны (λ) и энергией квантов (Е). Энергия γ-квантов находится в пределах от десятков кэВ до десятков МэВ, поэтому они характеризуются высокой проникающей способностью и выраженным биологическим действием.

Излучение, содержащее а-, β-частицы и γ-лучи, испускают естественные радионуклиды — уран, радий, торий, актиний, радон, поэтому на заре радиологии их использовали в качестве радиоактивных препаратов для лечения больных. Впрочем, их биологическое действие не сразу было оценено. В апреле 1902 г. Беккерель по просьбе Пьера Кюри подготовил препарат радия для демонстрации его свойств на конференции. Он положил стеклянную трубочку с радием в карман жилета, где она находилась почти 6 ч Спустя 10 дней на коже под карманом появилась эритема, а еще через несколько дней образовалась язва, которая долго не заживала. Встретившись с Пьером и Марией Кюри, Беккерель сказал: «Я очень люблю радий, но я на него в обиде».

Шутка Беккереля не была случайной. Остроумие находится в родстве с научной мыслью. Юмор свойствен ученым, в том числе физикам и медикам-радиологам. «Веселый куплет может опрокинуть трон и низвергнуть богов»,— говорил Анатоль Франс.

Ученые шутят

Рентген не был лишен чувства юмора. Однажды он получил письмо, автор которого просил выслать ему несколько рентгеновских лучей» и инструкцию, как ими пользоваться. В прошлом он был ранен револьверной пулей, но для поездки к Рентгену у него, видите ли, не было времени. Рентген ответил так: «К сожалению, в настоящее время у меня нет Х-лучей. К тому же пересылка их — дело очень сложное. Поступим проще: пришлите мне вашу грудную клетку».

Самое большое достоинство хорошо выполненной работы в том, что оно открывает путь другой, еще лучшей работе…​ Цель научно-исследовательской работы — продвижение не ученого, а науки.

А. Лоуэлл

В течение полувека после открытия рентгеновского излучения и естественной радиоактивности стремительно развивалось наступление физиков на тайны микромира. Одно открытие влекло за собой другое. Сообщение А. Беккереля определило научную судьбу Марии Склодовской-Кюри. Она установила странный факт: урановая и ториевая руды оказались более «радиоактивными» (предложенный ею термин), чем чистый уран или торий. М. Склодовская-Кюри предположила, что в урановой руде должны содержаться очень радиоактивные примеси.

В оборудованной на собственные средства примитивной лаборатории М. Склодовская-Кюри и ее муж Пьер Кюри в продолжение 2 лет с поразительным упорством вели работу по выявлению этих примесей. «В этом скверном сарае, - вспоминала М. Склодовская-Кюри, - прошли лучшие, счастливые годы нашей жизни, целиком посвященные работе Часто я тут же готовила себе и Пьеру что-нибудь поесть, чтобы не прерывать опытов. К вечеру я падала от усталости». Урановая руда была получена супругами Кюри в небольшом чешском городке Якимово. Она имела сложный состав и содержала большое количество элементов: серебро, висмут, барий, свинец и др. Каково же было изумление ученых, когда выяснилось, что выделенные ими из руды фракции бария и висмута также были радиоактивными, хотя чистый барий и висмут такими свойствами не обладают. Дальнейшую гигантскую работу супругов Кюри историки охарактеризовали как величайший научный подвиг. Переработав около 7 т руды, они получили около 1 г нового элемента, который оказался в 1 млн раз активнее урана. Этот элемент был назван ими «радий», что в переводе на русский язык означает «лучистый». Открытие радия и исследование его излучения явились новым этапом в развитии атомной физики. «Великий революционер — радий»,— так называли его ученые в начале XX в. Супруги Кюри были удостоены Нобелевской премии по физике. Затем ими был открыт элемент, испускавший еще более интенсивное излучение, чем уран (в 10 млрд раз). Он был назван полонием в честь Польши — родины М. Склодовской-Кюри. В 1911 г. ей была присуждена вторая Нобелевская премия, на этот раз по химии. В последующие годы были обнаружены все другие элементы, способные к самопроизвольному распаду. Они были названы естественными радиоактивными веществами.

А следом за авангардом физиков продвигался фронт врачей, инженеров и конструкторов, пытавшихся использовать новейшие достижения теории для практических медицинских целей. Применение в медицине рентгеновкого излучения, как уже указывалось выше, началось в 1896 г. Первоначально рентгеновские снимки производили главным образом для распознавания металлических инородных тел, переломов и болезней костей. В дальнейшем были разработаны способы рентгенологического исследования сердца, легких, желудка и других органов. Одновременно исследователи приступили к глубокому изучению биологического действия рентгеновского излучения и излучения радиоактивных веществ. В 1896—1899 гг. появились первые сообщения об успешном применении рентгеновского излучения для эпиляции (удаления волос) и лечения некоторых дерматозов, а также о попытках провести рентгенотерапию опухолей различных внутренних органов.

Дальнейшие физические и радиобиологические изыскания открыли новые возможности для развития медицинской радиологии. Исключительное значение имели работы Э. Резерфорда. В 1919 г. путем бомбардировки ядер атомов азота α-частицами он добился превращения их в ядра атомов кислорода, т.е. превращения одного химического элемента в другой. Полушутя-полусерьезно мы можем назвать Э. Резерфорда алхимиком XX в. Ученик Э. Резерфорда академик П. Капица вспоминал, что его шефа прозвали крокодилом. По-видимому, потому, что он всегда целеустремленно продвигался вперед и не мог, как и крокодил, двигаться назад. В 1920 г. Э. Резерфорд на заседании Британской ассоциации содействия развитию наук высказал предположение, которое, как это нередко случается в науке, не было понято и оценено современниками. Ученый предположил, что в созданной им модели ядра атома существует некая гипотетическая частица, которая по массе равна протону (протон тоже был открыт Э. Резерфордом), но в отличие от него не имеет заряда. Эту частицу Э. Резерфорд предложил назвать нейтроном. В эксперименте нейтрон обнаружил Д. Чедвик — ученик Э. Резерфорда. Открытие нейтрона позволило немецкому ученому В. Гейзенбергу и независимо от него российскому ученому Д.Д. Иваненко создать теорию строения ядра, которую в течение многих лет использовали в физике и радиологии.

Поворотным пунктом в развитии ядерной физики явилось открытие искусственной радиоактивности супругами Ирен и Фредериком Жолио-Кюри С целью получения нейтронов они облучали α-частицами различные элементы. При облучении алюминия было установлено, что наряду с нейтронами он испускает еще одну частицу - позитрон. Последующие опыты показали, что при облучении ряда элементов α-частицами рождаются новые химические элементы, которые обладают радиоактивностью. Впервые появилась возможность получать радиоактивные элементы искусственным путем. В 1934 г. супругам Жолио-Кюри за открытие искусственной радиоактивности была присуждена Нобелевская премия по химии.

Кстати, о роли юмора и случайности в науке. Академик А.С. Боровик-Романов рассказывал: «…​Долгое время не удавалось напылить франций на германий. Тогда нидерландский физик Хендрик Казимир предложил в качестве промежуточного слоя использовать рений. Логика его предложения состояла в том, что…​ между Францией и Германией в качестве «скрепляющего» природного элемента протекает река Рейн. Результат превзошел все ожидания». Добавим, что эта работа способствовала открытию сверхпроводимости при относительно высоких температурах.

Еще один важный шаг на пути становления радиологии сделал американский физик Э. Лоуренс. В 30-е годы он предложил использовать ускорение элементарных частиц для придания им высоких энергий. Вскоре Э. Лоуренс воплотил эту идею в жизнь, построив циклотрон, за что был удостоен в 1939 г. Нобелевской премии^[1]. Циклотрон стал одним из основных источников получения искусственных радиоактивных элементов и генерации электромагнитных излучений высоких энергий. Появились даже специальные циклотроны медицинского назначения.

Другой физик - итальянец Э. Ферми предложил эффективный способ получения радиоактивных элементов посредством облучения стабильных элементов нейтронами. Удостоенный за это открытие Нобелевской премии аФерми вынужден был эмигрировать из фашистской Италии в США, где в 1944 г. запустил первый в мире атомный реактор. В настоящее время многие радионуклиды получают в атомных реакторах.

Будущее всегда зависит от прошедшего: это следствие уже положенных оснований, жатва того, что было посеяно прежде, воздаяние за дела прошедшие.

Н. Добролюбов

В первых рядах физиков и врачей, применивших рентгеновское излучение и лучи радия для диагностики и лечения болезней, были русские ученые. Они встретили открытие Рентгена с энтузиазмом. Уже 6 января 1896 г. в Риге и 12 января в Петербургском университете были сделаны первые снимки кисти. 16 января Н.Г. Егоров произвел аналогичный снимок в Медико-хирургической академии, а П.Н. Лебедев — на кафедре физики Московского университета. Одновременно А.С. Попов — изобретатель радио — изготовил первую в России рентгеновскую установку и выполнил исследование раненного дробью.

В первых числах февраля Рентген получил телеграмму из Петербурга: «Петербургская студенческая молодежь, собравшаяся в Физической лаборатории СПб. Ун-та на блестящую демонстрацию рентгеновых лучей проф. Боргманом и его ассистентами Гершуном и Скобельцыным, горячо приветствует проф. Рентгена с его открытием». Рентген ответил студентам благодарственным письмом. В феврале 1896 г. начались систематические рентгенологические исследования больных в Медико-хирургической академии в Петербурге, а несколько позднее — на медицинском факультете Московского университета (рис. I.2).

Проф. А.И. Лебедев выступил 1 февраля 1896 г. на заседании Петербургского медико-хирургического общества и поставил вопрос о применении рентгенологического метода в акушерстве и гинекологии. Он продемонстрировал рентгенограмму препарата, полученного при выполнении операции по поводу внематочной беременности. 13 февраля того же года в Медико-хирургической академии молодой врач В.Н. Тонков доложил о результатах рентгенологического изучения роста костей. Ему принадлежат вещие слова: «…​до открытия Рентгена анатомия была наукой о строении мертвых элементов. В свете рентгеновских лучей она стала анатомией на живом для живого». Большое значение для радиационной биологии и лучевой терапии имели работы И.Р. Тарханова, Е.С. Лондона, М.Н. Жуковского, С.В. Гольдберга, изучавших биологическое действие ионизирующих излучений.

К сожалению, в те годы в России не было условий для развития медицинской радиологии: электротехнической промышленности практически не существовало. Рентгеновские кабинеты были оснащены примитивным оборудованием, причем меры зашиты от излучения не применялись (рис. I.3). Во всей стране было лишь несколько десятков врачей-рентгенологов. Становление медицинской радиологии как самостоятельной научной и клинической дисциплины произошло только после первой мировой войны. Радиологи рассматривают это как второе ее рождение.

В начале 1918 г. рентгенолог Женского медицинского института в Петрограде М.И. Неменов обратился к народному комиссару просвещения А.В. Луначарскому с предложением об организации научно-исследовательского рентгенологического и радиологического института. «Бурное революционное время, — писал впоследствии МИ. Неменов. — Время от времени где-то потрескивают выстрелы. Кабинет народного комиссара по просвещению на Чернышевском переулке. Я делаю краткий десятиминутный доклад о жалком положении рентгенологии в России и о той роли, которую она должна играть для советской науки, для советской медицины. Я выхожу из кабинета А.В. Луначарского с принципиальным постановлением об организации в Петрограде крупного научно-исследовательского института, посвященного вопросам рентгенологии и радиоактивности, первого научно-исследовательского учреждения, созданного Советской властью». Добавим, что при новом институте была создана первая в мире рентгенологическая клиника. Из темных сырых подвалов, где ютилась рентгенология в русских больницах и клиниках, она перешла, по образному выражению М.И. Неменова, «в свой собственный дворец».

Началась радостная и тревожная юность радиологии, совпавшая с годами гражданской войны и восстановления народного хозяйства. В 1919 г. в Институте усовершенствования врачей в Петрограде была учреждена первая кафедра рентгенологии, которую возглавил А.К. Яновский. С 1920 г. стал выходить журнал «Вестник рентгенологии и радиологии». В последующие годы были организованы институты рентгенологии в Москве, Киеве, Харькове, Одессе, Ереване, Тбилиси и других городах, созданы заводы рентгено-аппаратостроения. Отечественная рентгенология уже в свои молодые годы сумела занять лидирующее положение в остеологии и остеопатологии, рентгеноанатомии, рентгенофизиологии и экспериментальной рентгенологии. Важнейшей особенностью российской рентгенологии явилась ее профилактическая и клиническая направленность. В развитии этих направлений особую роль сыграл выдающийся клиницист-рентгенолог С.А. Рейнберг. Рентгенология внесла живую струю в клиническую медицину и явилась важным фактором технической реконструкции здравоохранения.

Заканчивалась молодость отечественной рентгенологии, она вступала в пору зрелости, но вероломное нападение фашистской Германии прервало ее мирное развитие. Лучшие силы рентгенологии были отданы фронту. Родилась военно-полевая рентгенология как новая организационно-тактическая система. Рентгенологи достойно выполнили свой патриотический долг на фронте и в тылу.

Послевоенные годы ознаменовались быстрым развитием рентгеновской службы, созданием специализированных радиологических отделений, немалыми успехами в совершенствовании лучевых методов диагностики и лечения болезней. В 60-80-е годы эра традиционной рентгенодиагностики стала постепенно сменяться эрой комплексных лучевых технологий. В медицинскую практику начали внедрять новые методы лучевого исследования: ангиографию, радионуклидную и ультразвуковую диагностику, компьютерную рентгеновскую томографию. Наступил новый период в развитии отечественной медицинской радиологии, утверждающий ее роль одного из лидеров диагностической медицины. Открылись удивительные перспективы, о которых мы расскажем в последующих главах. А пока нам предстоит познакомиться с некоторыми сведениями о физических свойствах и биологическом действии излучений.

Все излучения, используемые в медицинской радиологии, делят на две оольшие группы: неионизирующие и ионизирующие. Как показывает само наименование, первые в отличие от вторых при взаимодействии со средой не вызывают ионизации атомов, т.е. их распада на противоположно заряженные частицы — ионы.

К числу неионизирующих излучений принадлежат тепловое (инфракрасное — ИК) излучение и резонансное, возникающее в объекте (тело человека), помещенном в стабильное магнитное поле, под действием высокочастотных электромагнитных импульсов. Кроме того, к неионизирующим излучениям условно относят ультразвуковые волны, представляющие собой упругие колебания среды.

Инфракрасное излучение испускают все тела, температура которых выше абсолютного нуля. Интенсивным источником такого излучения являются ткани человеческого тела. Как известно, инфракрасные волны относятся к электромагнитным излучениям. По длине они занимают промежуточное положение между видимым светом и радиоволнами. Диапазон ИК-лучей — от 0,76 до 1000 мкм. Интенсивность ИК-излучения пропорциональна 4-й степени температуры тела, т.е. возрастание температуры тела в 2 раза приведет к увеличению интенсивности ИК-излучения в 16 раз. Максимальное излучение тела человека лежит в области длинноволнового ИК-излучения и составляет в среднем 9,6 мкм. Энергия ИК-лучей меньше, чем световых, поэтому они не действуют на фотоматериалы.

Ультразвук представляет собой волнообразно распространяющееся колебательное движение частиц упругой среды. В зависимости от частоты колебаний звуковые волны делят на инфразвук — до 20 колебаний в секунду — 20 герц (Гц), собственно звук — от 20 Гц до 20 килогерц (кГц) и ультразвук — свыше 20 кГц. В медицинской диагностике применяют ультразвук частотой от 0,8 до 15 млн герц (МГц).

Общим свойством ионизирующих излучений является их способность ионизировать атомы окружающей среды, в том числе атомы, входящие в состав тканей человека. Все эти излучения делят на две группы: квантовые (т.е. состоящие из фотонов) и корпускулярные (состоящие из частиц).

Это деление в значительной мере условно, так как любое излучение имеет двойственную природу и в определенных условиях проявляет то свойства волны, то свойства частицы. Однако в радиологической практике это деление по ряду соображений удобно.

К квантовым ионизирующим излучениям относят тормозное (в частности, рентгеновское) излучение и гамма-излучение. К корпускулярным излучениям причисляют пучки электронов, протонов, нейтронов, мезонов и других частиц.

Различают естественные и искусственные источники ионизирующих излучений. Первым естественным источником является космическое излучение, приходящее на Землю из Вселенной. В его состав входят протоны, нейтроны, атомные ядра и другие частицы. Они нередко обладают исключительно высокой энергией, но благодаря наличию атмосферы (кстати, ее масса составляет около 5 000 000 млрд т) тратят эту энергию главным образом на взаимодействие с атомами воздуха. На поверхности интенсивность космического излучения сравнительно мала. Вторым естественным источником ионизирующих излучений являются радиоактивные элементы распределенные в земных породах, воздухе, воде, живых организмах в том числе в тканях человека. Все указанные источники определяют радиоактивность окружающей среды - естественный (природный) радиационный фон.

Искусственными источниками ионизирующих излучении являются различные технические устройства, созданные человеком.

Источниками ионизирующих излучений, используемых для медицинских целей, являются рентгеновские трубки, радиоактивные нуклиды и ускорители заряженных частиц.

Рентгеновская трубка представляет собой вакуумный стеклянный сосуд, в концы которого впаяны два электрода — катод и анод. Последний выполнен в виде тонкой вольфрамовой спирали, вокруг которой при ее нагревании образуется облако свободных электронов (термоэлектронная эмиссия). Под действием высокого напряжения, приложенного к полюсам рентгеновской трубки, они разгоняются и фокусируются на аноде. Последний вращается с огромной скоростью — до 10 тыс. оборотов в 1 мин, чтобы поток электронов не попадал в одну точку и не вызвал расплавления анода из-за его перегрева. В результате торможения электронов на аноде часть их кинетической энергии превращается в электромагнитное излучение.

Исторически сложилось так, что это излучение было впервые обнаружено Рентгеном и получило название «рентгеновское». Таким образом, рентгеновское излучение — это разновидность тормозного излучения.

Другим источником ионизирующих излучений, используемых для медицинских целей, являются радиоактивные нуклиды. Их получают в атомных реакторах, на ускорителях заряженных частиц или с помощью генераторов радионуклидов.

Ускорители заряженных частиц — это установки для получения заряженных частиц высоких энергий с помощью электрического поля. Частицы движутся в вакуумной камере. Управление их движением осуществляется магнитным или, реже, электрическим полем. В зависимости от траекторий движения частиц различают циклические и линейные ускорители, а по характеру ускоряемых частиц — ускорители электронов (бетатрон, микротрон, линейный ускоритель электронов) и тяжелых частиц — протонов и др. (циклотрон, синхрофазотрон) Ускорители являются источником не только заряженных частиц но и вторичных частиц - нейтронов, мезонов, а также тормозного электромагнитного излучения. Быстрые нейтроны генерируют на циклотроне.

В лучевой терапии ускорители заряженных частиц используют как источники электромагнитного излучения высоких энергий, реже — электронов и исключительно редко — протонов и нейтронов. В радионуклидной диагностике ускорители применяют для получения радионуклидов преимущественно с коротким и ультракоротким периодом полураспада.

Проходя через любую среду, в том числе через ткани организма человека, все ионизирующие излучения действуют в принципе одинаково — передают свою энергию атомам этих тканей, вызывая их возбуждение и ионизацию. Распределение возникающих ионов по пути следования частиц или фотонов различно, так как оно зависит от их природы и энергии.

Протоны и особенно α-частицы имеют большую массу, заряд и энергию, поэтому они движутся в тканях прямолинейно, образуя густые скопления ионов, т.е. отмечается большая линейная потеря энергии этих частиц в тканях. Длина же их пробега зависит от исходной энергии частицы и характера вещества, в котором она перемещается. Линейная потеря энергии (ЛПЭ) = Е/Р, где Ε — энергия частицы; Ρ — пробег ее в данной среде.

Путь электрона в ткани извилист, так как последний имеет небольшую массу и изменяет направление движения под действием электрических полей атомов. Однако электрон способен вырвать орбитальный электрон из системы встречного атома, т.е. производить ионизацию вещества. Только образующиеся пары ионов распределены по пути следования электрона гораздо менее густо, чем при движении протонного пучка или α-частиц.

Быстрые нейтроны теряют энергию главным образом в результате столкновений с ядрами водорода. Эти ядра вырываются из атомов и сами создают в тканях густые скопления ионов. После замедления движения нейтроны захватываются атомными ядрами, что может сопровождаться выделением гамма-квантов или протонов высокой энергии, которые в свою очередь образуют плотные скопления ионов. Часть ядер, в частности ядра атомов натрия, фосфора и хлора, вследствие взаимодействия с нейтронами становятся радиоактивными, поэтому после облучения человека потоком нейтронов в его теле остаются радионуклиды, являющиеся источником излучения (так называемая наведенная радиоактивность).

Таким образом, в результате взаимодействия заряженных и нейтральных частиц с атомами тканей организма человека происходит ионизация их вещества. При этом для каждого вида излучения характерно определенное микрораспределение ионов (энергии) в тканях.

Поток фотонов уменьшается в любой среде, в том числе в биосубстрате, за счет двух факторов: рассеяния фотонов в пространстве и их взаимодействия с атомами среды. Пространственное рассеивание происходит так же, как ослабление лучей видимого света: чем дальше от источника, тем в большем объеме рассеиваются фотоны и тем меньшее количество их приходится на единицу облучаемой поверхности. Интенсивность излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника излучения (закон «обратных квадратов»).

Типы взаимодействия фотонов с атомами среды известны читателю из курса физики. При низких энергиях фотонов (5-50 кэВ) и для веществ с небольшим порядковым номером имеет значение фотоэффект. Фотон вырывает орбитальный электрон из атома и придает ему определенную энергию. Выбитый электрон вызывает ионизацию окружающих атомов. При более высоких энергиях фотонов преобладающее значение получает второй тип взаимодействия — неупругое рассеяние электронов на атомах. В этом случае как сам фотон, так и образуемые им электроны отдачи также вызывают ионизацию вещества. Однако и при фотоэффекте, и при комптоновском неупругом рассеянии все фотоны с энергией до 1 МэВ обусловливают максимум поглощения энергии в самом поверхностном слое тканей (до 0,5 см), так как именно в этом слое образуется наибольшее количество вторичных электронов.

Фотоны с энергией выше 1 МэВ вызывают максимум актов ионизации в глубине тканей — тем глубже, чем больше их энергия. При высоких энергиях фотонов приобретает значение третий тип взаимодействия — образование электронно-позитронных пар. Сам фотон исчезает, давая жизнь паре элементарных частиц — электрону и позитрону. Последний быстро теряет энергию и объединяется с встречным электроном. При этом обе частицы тоже исчезают (так называемая аннигиляция), а взамен возникают два фотона, которые расходятся в противоположные стороны. Энергия каждого из этих фотонов вдвое меньше энергии исходного фотона.

Таким образом, при основных типах взаимодействия тормозного излучения и γ-излучения с веществом часть их энергии превращается в кинетическую энергию электронов, которые осуществляют ионизацию среды. Процесс ионизации обусловливает биологические эффекты излучений.

Дозиметрия ионизирующих излучений — специальный раздел радиационной физики и техники. Дозиметрический анализ предполагает: а) измерение активности источника излучения; б) определение качества и количества испускаемых им излучений, т.е. создаваемого им поля излучения (лучевого поля); в) определение величины и распределения энергии, поглощенной в любом объекте, находящемся в сфере действия данного источника (внесенном в лучевое поле). С характеристикой источника радиолог знакомится по паспорту установки или радиоактивного препарата.

Единицей активности радионуклида в системе единиц СИ является беккерель (Бк): 1 Бк равен 1 ядерному превращению за 1 с. На практике еще используют внесистемную единицу кюри (Ки): 1 Ки = 3,7∙10¹⁰ ядерных превращений за 1 с, кратную единицу мегакюри (МКи): 1 МКи = 1 · 10⁶ Ки, и далее милликюри (мКи): 1 мКи = 1 · 10^-3 Ки, микрокюри (мкКи): 1 мкКи = 1·10^-8 Ки, нанокюри (нКи): 1 нКи = 1 · 10^-9 Ки = 3,7· 10 Бк = 37 ядерных превращений за 1 с. Нетрудно подсчитать, что 1 Бк равен 0,027 нКи.

Характеристику поля излучения получают расчетным путем (по таблицам) или с помощью измерительных приборов. Их приемной частью - детекторами — служат ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилляционные счетчики, полупроводниковые кристаллы или химические системы. Однако решающее значение для оценки возможного биологического действия излучения имеет характеристика его поглощения в тканях. Величина энергии, поглощенной в единице массы облучаемого вещества, называется дозой, а та же величина, отнесенная к единице времени, — мощностью дозы излучения.

Поглощенная доза (Д) — основная дозиметрическая единица. Она равна отношению средней энергии, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе вещества в этом объеме. Единицей поглощенной дозы в СИ является грей (Гр): 1 Гр = 1 Дж/кг. Поглощенную дозу определяют расчетным путем (используя для этой цели компьютеры и математические программы) или посредством введения миниатюрных датчиков излучения в облучаемые ткани и полости тела.

При рентгенологической и радионуклидной диагностике, а также при терапевтическом облучении больного поглощенная энергия в его теле всегда распределена неравномерно, поэтому для более точной характеристики дозного поля введены дополнительные величины. Это, во-первых, интегральная доза — общее количество энергии, поглощенной в организме человека; во-вторых, — гонадная, костномозговая дозы и доза в «критическом органе». Как показывают эти термины, речь идет о дозах энергии, поглощенной в половых органах, костном мозге и в органе, который подвергается наиболее сильному облучению (при радионуклидной диагностике — это орган, в котором создается наиболее высокая концентрация радионуклида).

— Никак не могу найти себе помощника, — пожаловался однажды Эдисон Эйнштейну. — Каждый день заходят молодые люди, но ни один не подходит.

— А как Вы определяете их пригодность? — поинтересовался Эйнштейн.

Эдисон показал ему листок с вопросами:

— Кто на них ответит, тот и станет моим помощником.

«Сколько миль от Нью-Йорка до Чикаго?» — прочел Эйнштейн и ответил: «Нужно заглянуть в железнодорожный справочник». — Из чего делают нержавеющую сталь?» — «Об этом можно узнать в справочнике по металловедению…​». Пробежав глазами остальные вопросы, Эйнштейн сказал:

— Не дожидаясь отказа, свою кандидатуру снимаю сам.

(Физики шутят. — М.: Мир, 1966)

«Сказка — ложь, но в ней намек». Читатель, надеемся, сам поймет и не будет увлекаться зазубриванием ряда справочных материалов, приведенных в учебнике.

Все излучения, как неионизирующие, так и ионизирующие, способны вызывать изменения в живых организмах, т.е. характеризуются биологическим действием, которое является результатом поглощения энергии излучения элементами биоструктур.

Однако энергия ультразвуковых волн и высокочастотных электромагнитных колебаний, используемых в диагностике, значительно ниже энергии, которая сопровождается механической и химической реакцией тканей. В настоящее время продолжается изучение биологического действия ультразвука, стабильного магнитного поля и высокочастотных радиоволн, но существенных вредных последствий от ультразвуковых и магнитно-резонансных исследований не зарегистрировано.

Совсем иное дело — ионизирующие излучения. Их биологическое действие стало известно вскоре после открытия рентгеновского излучения. В частности, И.Р. Тарханов в 1896 г. на основании результатов экспериментов на лягушках, домашних мухах и бабочках установил влияние рентгеновского облучения на ряд систем организма и прозорливо предсказал, что «…​в недалеком будущем лучами этими будут пользоваться с лечебной целью». Родоначальником радиационной биологии считают Е.С. Лондона. Он изучил действие γ-излучения радия на ферменты, токсины и различные ткани животных объектов и показал высокую чувствительность к облучению кроветворной системы и половых желез. Е.С. Лондону принадлежит первая в мире монография по радиобиологии «Радий в биологии и медицине» (1911). В 1925 г. Г.С. Филиппов и Г.А. Надсон впервые в мире установили влияние излучений на наследственность. Эта работа явилась предтечей радиационной генетики.

Первый этап биологического действия ионизирующих излучений представляет собой физический процесс взаимодействия излучения с веществом. Все излучения непосредственно или опосредованно вызывают возбуждение либо ионизацию атомов биосистем. В результате этого в тканях появляются возбужденные и ионизированные атомы и молекулы, обладающие высокой химической активностью. Они вступают во взаимодействие друг с другом и с окружающими атомами, при этом под влиянием облучения возникает большое количество высокоактивных свободных радикалов и перекисей. Поглощение энергии излучения и первичные радиационно-химические реакции совершаются практически мгновенно — и течение миллионных долей секунды.

Затем за тысячные доли секунды радиационно-химический процесс приводит к изменению расположения и структуры молекул и, следовательно, к нарушению биохимии клеток. Морфологические и функциональные изменения клеток проявляются уже в первые минуты и часы после облучения. Последнее воздействует на все компоненты клеток, но в первую очередь, особенно при сублетальных и летальных дозах излучения, поражаются ядерные структуры - ДНК, дезоксинуклеопротеиды и ДНК-мембранные комплексы. Прекращаются рост и деление клетки, в ней обнаруживают дистрофические изменения вплоть до гибели клетки. Изменения в хромосомном аппарате клетки отражаются на ее наследственных свойствах - приводят к радиационным мутациям. Они могут развиться в соматических клетках, обусловливая снижение жизнеспособности их потомства или появление клеток с новыми качествами. Полагают, что эти новые популяции клеток могут быть источником рака и лейкоза. Мутации, развившиеся в половых клетках, не отражаются на состоянии облученного организма, но могут проявиться в следующих поколениях, а это может вести к увеличению числа наследственных болезней, которых и без того много в человеческой популяции.

Разумеется, биологические последствия облучения отнюдь не сводятся только к клеточным и тканевым реакциям — они лишь лежат в основе сложных процессов нарушения деятельности нервной, кроветворной, эндокринной, иммунной и других систем организма.

Биологический эффект в первую очередь определяется величиной поглощенной дозы и распределением ее в теле человека. При равной дозе наиболее значительные последствия наблюдаются при облучении всего тела, менее выражена реакция в случае облучения его отдельных частей. При этом не все равно, какие части облучены. Облучение живота, например, дает гораздо более выраженный эффект, чем воздействие в той же дозе на конечности.

Вместе с тем биологический эффект зависит от радиочувствительности облученных тканей и органов. Радиочувствительность — очень важное понятие в медицинской радиологии. Она определяется выраженностью лучевого повреждения клеток и тканей и способностью их к восстановлению после облучения.

Чувствительность клетки к облучению зависит от многих факторов: вида излучения (энергии квантов или частиц), стадии митотического цикла, степени оксигенации, функционального состояния клетки в момент облучения. Особенно значительно поражаются клетки, которые в этот момент находились в состоянии повышенной активности (например, в периоде синтеза ДНК). Большую роль играют внешние условия: температура, содержание воды, кислорода и т.д.

Степень лучевых реакций тесно связана с парциальным напряжением кислорода в биосубстрате. Это явление получило название «кислородный эффект». Чем меньше кислорода в клетке, тем меньше лучевое повреждение.

Лучевые повреждения ярко проявляются в активно пролиферирующих тканях (лимфоидная, кроветворная и т.д.) и гораздо менее выражены и возникают в более отдаленные сроки в мало обновляющихся тканях (костная, хрящевая, мышечная, жировая). Малодифференцированные клетки более чувствительны к облучению. Рассматривая вопрос о тканевой радиочувствительности, нужно учитывать, что гибель части клеток компенсируется деятельностью систем клеточного обновления, а она зависит от общего числа стволовых клеток, интенсивности клеточной пролиферации, состояния кровотока и оксигенации клеток. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в главах, посвященных лучевой терапии опухолей.

Мы лишь вкратце описали биологическое действие ионизирующих излучений. Подробнее с этой проблемой читатель может познакомиться в руководстве С.Π. Ярмоненко «Радиобиология человека и животных» (М.: Высшая школа, 1987). На данном этапе для нас важно подчеркнуть следующее.

При любом медицинском применении ионизирующих излучений необходимо соблюдать правила радиационной безопасности и противолучевой защиты пациентов и персонала лучевых отделений.

В связи с появлением ядерных технологий и широким использованием ионизирующих излучений в медицинской практике, народном хозяйстве и научных исследованиях увеличилась вероятность облучения человека в дозе, превышающей естественный радиационный фон. При этом наибольшее значение имеет медицинское облучение: оно обусловливает примерно 90% лучевой нагрузки на население, т.е. 90% популяционной дозы. Основной вклад в эту нагрузку вносит рентгенология.

Техника безопасности и охрана труда при работе с ионизирующими излучениями регламентированы Федеральным законом «О радиационной безопасности населения», «Нормами радиационной безопасности (НРБ-96)» и рядом официальных инструкций, изданных Министерством здравоохранения РФ.

В упомянутом законе указано: «Радиационная безопасность населения — состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения». «Нормы радиационной безопасности (НРБ-96)» предусматривают обеспечение безопасности человека при всех уровнях воздействия на него искусственного или природного ионизирующего излучения. Контроль за выполнением инструкций осуществляют органы санитарно-эпидемиологического надзора. Однако многие положения должны быть известны каждому врачу, поскольку он устанавливает показания к радиологическим исследованиям, а нередко и участвует в них.

Первое обязательное требование заключается в том, что всякое лучевое исследование должно быть оправданно, т.е. проводить его следует по строгим показаниям. Главным аргументом должна стать необходимость получения важной диагностической информации. При равной информативности нужно отдавать предпочтение тем исследованиям, которые не связаны с облучением больного или сопровождаются меньшим облучением.

С особой осторожностью подходят к проверочным (профилактическим) лучевым исследованиям. Проверочные рентгенологические исследования не проводят беременным и детям до 14 лет, а радионуклидные процедуры — детям до 16 лет, беременным и кормящим матерям. Детям до 1 года радионуклидные исследования вообще не выполняют, если нет жизненных показаний. Радионуклидные, а также рентгенологические исследования, связанные с относительно большим облучением гонад (исследования кишечника, почек, поясничного отдела позвоночника, таза и др.), женщинам в детородном возрасте рекомендуется проводить втечение первой недели после менструации.

Второе обязательное требование — соблюдение правил радиологического обследования больных. Его должны проводить только лица, имеющие специальную подготовку по радиационной безопасности. Терапевты, пульмонолога, кардиологи, хирурги, урологи и врачи других специальностей, не прошедшие такую подготовку, не имеют права самостоятельно выполнять радиологические процедуры. Ответственность за обоснованность, планирование и проведение исследования несет врач-радиолог.

Все работники радиологических отделений, лица, находящиеся в смежных помещениях, а также больные, подвергающиеся исследованию или лечению, должны быть защищены от действия ионизирующих излучений.

Защитой называют совокупность устройств и мероприятий, предназначенных для снижения физической дозы излучения, воздействующей на человека, ниже предельно допустимой дозы (ППД).

Установлены следующие категории облучаемых лиц: 1) персонал, т.е. лица непосредственно работающие с техногенными источниками (группа А) или в связи с условиями работы находящиеся в сфере их воздействия (группа Б); 2) все остальное население (группа В)^[2]. Для категорий А и Б установлены основные дозовые пределы (табл. 1.1).

Приведенные в табл. 1.1 дозы указаны в зивертах. Эта единица была введена для того, чтобы оценивать радиационную опасность воздействия любого вида ионизирующего излучения.

Зиверт (Зв) — доза ионизирующего излучения любого вида, производящая такое же биологическое действие, как и доза рентгеновского или γ-излучения в 1 Грей (Гр).

Противолучевая защита обеспечивается рядом факторов. К ним относятся правильное размещение радиологических кабинетов в медицинских учреждениях и наличие стационарных и нестационарных защитных устройств. Стационарными устройствами являются неподвижные сооружения, изготовленные из соответствующих материалов (кирпич, баритобетон, свинец, свинцовое стекло и др.). Эти сооружения — стены, перекрытия, защитные двери, смотровые окна — обеспечивают защиту от прямого и рассеянного излучения всех лиц, находящихся в помещениях, смежных с тем, в котором находится источник излучения. Нестационарными устройствами называют перемещаемые приспособления, предназначенные для защиты персонала и больных, находящихся в тех же кабинетах, в которых расположены источники излучения. К таковым принадлежат разнообразные защитные ширмы, кожухи, в которые заключены рентгеновские трубки, сейфы для хранения радиоактивных препаратов, контейнеры для размещения и транспортировки радионуклидов, защитные стерилизаторы.

В рентгеновских кабинетах обязательным является использование средств индивидуальной защиты — фартуков и перчаток из просвинцованной резины. Участки тела больного, которые не должны подвергаться облучению, также покрывают просвинцованной резиной. В радионуклидных лабораториях все сотрудники тоже обязаны применять средства индивидуальной защиты — спецодежду, фартуки, бахилы, перчатки, а также использовать дистанционный инструментарий. При работе с открытыми источниками излучения используют пневмокостюмы, пластиковые полукомбинезоны, фартуки, нарукавники, респираторы, перчатки, обувь, очки, халаты.

Существенным фактором противолучевой защиты является рациональное расположение рабочих мест персонала с максимальным удалением их от источников излучения — так называемая защита расстоянием (вспомните, что интенсивность облучения снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от источника до облучаемой поверхности).

Во всех медицинских учреждениях, где имеются источники ионизирующих излучений, организован радиационный контроль. Его осуществляет служба радиационной безопасности учреждения или специально выделенное должностное лицо, а также соответствующие ведомственные службы с применением дозиметрических приборов.

Учитывая существование профессиональной вредности у персонала рентгенологических кабинетов, трудовое законодательство предусматривает ряд льгот: сокращенный рабочий день, удлиненный отпуск, надбавку к заработной плате, более ранний уход на пенсию. К работе в рентгенологическом отделении не допускаются лица моложе 18 лет, а также беременные. Существует, кроме того, перечень заболеваний, при которых не разрешается работа в сфере действия ионизирующего излучения.

При рассмотрении данного раздела учебника следует учитывать два важных обстоятельства, накладывающих отпечаток на все его последующее содержание.

Первое. Прогресс в компьютерных технологиях необычайно стремителен. Производительность компьютеров возрастает в среднем на 10% ежемесячно. При этом стоимость их снижается ежегодно на 25—30%(!). Полное обновление технологической базы компьютера происходит каждые 18 мес(!) Таким образом, сказанное о компьютерах сегодня уже через короткое время в значительной степени устаревает, становясь через 2-3 года вообще анахронизмом. Такова плата человечества за амортизацию компьютерных знаний Еще в далеком 1982 г. американские ученые X. Тунг и А. Гупта привели следующее яркое сравнение для иллюстрации прогресса в компьютерных технологиях: «Если бы за последние 25 лет авиационная промышленность развивалась столь же стремительно, как и вычислительная техника, то Боинг-767 можно было бы приобрести за 500 долларов и облететь на нем земной шар за 20 минут, израсходовав при этом всего 19 литров горючего». Естественно полагать, что в наше время этот прогресс еще более стремителен.

Второе. Любой компьютер, где бы он ни был изготовлен, является стопроцентным американским продуктом, и как таковой он несет в себе идеологию, культуру и язык этой страны. За всю историю развития компьютерных технологий никто, ни Европа, включая Россию, ни Азия, включая Японию, не внесли в нее ничего существенного. Как ни печален этот факт, но он таков, и его нельзя не учитывать. Конечно, компьютеры, в том числе медицинского назначения, собирают во многих странах, в частности в России. Однако это в основном «отверточная технология», хотя и достаточно качественная. Важно другое: все программное обеспечение компьютеров, с помощью которого человек общается с ними, в большинстве случаев выполняется на английском языке (точнее — американском, а это не одно и то же).

Правда, существует достаточное число удачных русифицированных программных приложений, но они относятся главным образом к программам общего назначения, например текстовому редактору или элементарным графическим пакетам. Что же касается узкоспециализированных медицинских программ, особенно управляющих высокими медицинскими технологиями, то они русских вариантов, как правило, не имеют. В полной степени это относится и к медицинской радиологии. Из этого факта вытекает важное следствие: врач, если он хочет быть грамотным специалистом в области медицинской информатики, обязан знать основы английского языка. Без этого трудно полноценно использовать Интернет, предоставляющий врачу огромный массив информации. Однако успокоим читателя: отечественные программисты в настоящее время все чаще обращают свои взоры к медицине, вследствие чего рождаются отдельные достаточно привлекательные медицинские программные продукты. Из изложенного следует еще один важный вывод: компьютерный лексикон чрезвычайно насыщен английскими терминами, которые на русский язык обычно не переводятся и употребляются в исходной транскрипции.

При рассмотрении компьютерной технологии нужно выделить две составляющие ее части: аппаратную и программную. Первая (англ. hard-ware — «твердое изделие», иногда на компьютерном сленге ее называют просто «железо») содержит сведения об устройстве компьютера его структуре и характеристике отдельных составляющих его частей. Вторая часть - программная (англ. software - «мягкое изделие», или сокращенно «софт»), ее содержанием являются программы общего и специального назначения.

Существует большое число видов компьютеров, различающихся сложностью устройства, функциональными возможностями и областью применения. По производительности и габаритам компьютеры условно можно разделить на микро-ЭВМ, мини-ЭВМ (мейнфрейм), супермини-ЭВМ, большие ЭВМ и супер-ЭОМ. Однако нужно отметить, что стоимость и производительность вычислительных машин всех перечисленных классов варьируют в широких пределах, а нередко по ряду показателей пересекаются между собою. Наибольшее значение для медицинской радиологии, как и для медицины в целом, имеют микро-ЭВМ. Их в свою очередь подразделяют на многопользовательские микро-ЭВМ, автоматизированные рабочие места, встроенные ЭВМ и персональные ЭВМ (персональный компьютер, или ПК).

У микро-ЭВМ в лучевой диагностике два назначения. Встроенные в диагностические аппараты микро-ЭВМ (специализированные ЭВМ) позволяют выполнять компьютеризованный сбор, хранение и обработку диагностической информации. В частности, такими машинами оснащены специальные аппараты для послойного исследования органов человека, рентгеновские и магнитно-резонансные компьютерные томографы, радионуклидные, ультразвуковые, а также некоторые другие диагностические аппараты. Архитектура этих ЭВМ строго определена заводом — изготовителем диагностического аппарата, их программы имеют узкоспециализированную направленность, и большинство из них прочно «зашито» в память компьютера. Универсальные микро-ЭВМ предназначены для решения общих, текущих задач службы лучевой диагностики и лучевой терапии.

Большое распространение в медицинской радиологии (и не только в ней, но и во всей современной человеческой информационной культуре) получил персональный компьютер — ПК^[5] (рис. I.5). Его достоинствами являются децентрализация работы с вычислительной техникой, возможность решения широкого круга информационных, логических, научных и самых разнообразных прикладных задач, простота конструкции и низкая стоимость, возможность работы с обширным периферийным оборудованием.

В противоположность встроенным микро-ЭВМ персональные компьютеры имеют, во-первых, открытую архитектуру, т.е. их можно модифицировать, подбирать на свой вкус в зависимости от решаемых задач; во-вторых, модульный характер, т.е. состоят из отдельных блоков — модулей, которые можно менять и надстраивать («производить апгрейд» — от англ. upgrade — подъем).

Программы для этих компьютеров преимущественно универсальные, т.е. предназначены для решения широкого круга задач, как медицинских, так и немедицинских. Таким образом, обращаясь к ПК, пользователь вправе избрать оптимальный вариант, исходя из стоящих перед ним задач и, естественно, стоимости вычислительной машины.

Среди персональных компьютеров выделяют серверы, рабочие (графические) станции, настольные и портативные модели — так называемые ноутбуки (от англ. notebook — записная книжка; рис. I.6). Сервер — это компьютер, встроенный в компьютерную сеть и управляющий ее ресурсами, при этом он предоставляет свои вычислительные ресурсы в коллективное пользование. Рабочая станция — компьютер, играющий роль терминала в компьютерной сети. Графические станции представляют собой разновидность рабочих станций. Это, как правило, высокопроизводительные компьютеры с мощными вычислительными ресурсами и большим набором сервисных программ, которые позволяют эффективно работать с графикой, в том числе с медицинскими изображениями.

Настольные модели в свою очередь можно разделить на машины для корпоративных пользователей (например, одного отделения больницы) и однопользовательские компьютеры для дома и рабочего места врача. Последние иногда метко называют SOHO-компьютер (Small Office, Home Office — маленький офис, домашний офис). Небезынтересно отметить, что интенсивная миниатюризация компьютерной техники позволила создать сверхпортативные персональные модели (карманные компьютеры): палм-топ (от англ. palm — ладонь) и Wallet PC (от англ. wallet — бумажник). Последний, по мнению его создателей, должен заменить калькулятор, кредитную карту, пейджер и карманный компьютер с модемом.

Персональный компьютер может обеспечить выполнение многих функций в работе врача. Главными из них являются следующие.

В зависимости от производительности и цены ПК различают компьютеры начального уровня (low end) и высокопроизводительные модели (High end). Все компьютеры, независимо от их назначения и типа, имеют одинаковую архитектуру и включают в себя микропроцессор, память, шину, каналы ввода-вывода информации, диск и дисплей. Эти элементы являются обязательными, так как в случае отсутствия хотя бы одного из них компьютер перестает быть самим собою. В компьютере обычно имеются клавиатура, «мышь» и другие вспомогательные аксессуары, которые можно менять или дополнять в зависимости от назначения и области применения компьютера.

Схема действия компьютера представлена на рис. I.7. Микропроцессор получает из памяти информацию в виде инструкций, которые предписывают ему, что нужно делать. Затем из оперативной памяти он извлекает заложенные в них данные, обрабатывает их и отсылает обратно в эту память и далее, если необходимо,— во внешнюю память или на дисплей. Все эти операции выполняются циклами с определенной тактовой частотой, обусловленной особенностью устройства микропроцессора и пропускной способностью шины. Частоту работы микропроцессора определяют в мегагерцах — МГц (обычно от 100 до 300 МГц и даже выше). Тип микропроцессора, тактовая частота его работы и разрядность «прокачки» информации по шинам в основных чертах определяют производительность компьютера и таким образом обусловливают сферу его применения в медицине. Современные компьютеры могут выполнять до нескольких сотен миллионов и даже миллиардов операций в секунду, что позволяет использовать их во всех сферах деятельности человека, в том числе медицинской.

Для врача, особенно специалиста в области лучевой диагностики, важное значение имеет тип процессора. Дело в том, что по исторически сложившейся традиции существует два основных стандарта компьютеров, которые имеют различные основные программные средства (так называемые платформы) и вспомогательные, или прикладные, программные средства (приложения). Подавляющее большинство применяемых в мире, особенно в России, компьютеров относится к типу IBM-совместимых, называемых так по имени индустриального компьютерного гиганта - International Business Machines, впервые наладившего массовый выпуск высокопроизводительных машин и до сих пор удерживающего лидирующие позиции в этом секторе рынка. Компьютеры этого типа характеризуются исключительно большим диапазоном возможностей (а следовательно, и цен), начиная от наиболее простых и доступных для всех пользователей, к которым можно отнести и врача, и кончая супермощными ЭВМ, например типа «Deep Blue», обыгравшей недавно чемпиона мира по шахматам Г. Каспарова.

IBM-совместимые компьютеры составляют значительную часть — до 80% — компьютерного парка нашей страны.

Однако есть еще один компьютерный стандарт — фирмы «Apple». Это компьютеры «Макинтош» («Macintosh»), или сокращенно «Маc», которые даже при их серийном изготовлении отличаются большим набором функций, прекрасной графикой, удобным интерфейсом, но они существенно дороже, чем IBM-совместимые компьютеры. На их платформе собирают графические станции, издательские системы, терминалы для обработки изображений, получаемых с помощью средств лучевой диагностики. Примечательно, что именно в медицинской радиологии доля этих компьютеров значительно выше — до 30%, чем в среднем по России, благодаря их высоким графическим возможностям. В последнее время созданы программы, в равной степени пригодные для работы на обеих названных выше платформах.

Рассмотрим основные составляющие части компьютера, не вдаваясь в сложные технические детали и обращая внимание при этом лишь на те из них, которые непосредственно влияют на потребительские качества машины в целом.

Центральным узлом любого персонального компьютера является микропроцессор (или просто процессор). Для IBM-совместимых ПК, а именно о них пойдет речь в дальнейшем, такими процессорами являются Pentium, Pentium II, Pentium Pro, Кб. Иногда в название процессора включают его тактовую частоту (в МГц), например Pentium-233. Понятно, что чем она выше, тем выше производительность компьютера в целом.

Следующее важное устройство (или, точнее, группа устройств, определяющих потребительские свойства компьютера) — это память. Выделяют три вида памяти: постоянную, оперативную и внешнюю (хранилище).

Единицей памяти (как и информации) в компьютере является 1 бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Восемь битов составляют 1 байт, в нем можно закодировать значение одного символа (цифры, буквы) из 256 возможных. 1024 байт составляют 1 килобайт (кбайт). Один мегабайт (Мбайт) равен 1024 кбайт, 1 гигабайт (Гбайт) - 1024 Мбайт.

В постоянной памяти хранится такая информация, которая не меняется в ходе выполнения программ компьютером. Информация в ней «зашита» навсегда на заводе-изготовителе и сохраняется даже в отключенном компьютере, т.е. является энергонезависимой. Ее иногда называют также ROM (Read Only Memory — память только для считывания), т.е. она работает только в режиме считывания и хранения.

Большой интерес для врача представляет оперативная память, или RАМ (Random Access Memory — память со свободным доступом). В ней хранится вся информация, с которой работает процессор: операционная система, пользовательские прикладные программы, промежуточные и окончательные результаты работы. В отключенном компьютере она пуста и начинает заполняться одновременно с включением прибора, т.е. является энергозависимой. Необходимую для работы информацию она черпает из внешней памяти. Чем больше оперативная память, тем выше производительность компьютера. Существующие в настоящее время прикладные программы, в том числе медицинские, начинают работать лишь при объеме оперативной памяти не менее 4 Мбайт. Однако оптимальный объем оперативной памяти для медицинских целей составляет 16—32 Мбайт.

На производительность компьютера влияет также наличие дополнительного, но весьма существенного блока памяти, находящегося между процессором и оперативной памятью. Этот блок носит название «кэш-память» (от англ. cache — тайник). Ее назначение — ускорить обмен данными между быстро работающим процессором и более медленно функционирующей оперативной памятью. Кэш-память старается как бы предвосхитить запросы процессора и забирает из оперативной памяти те данные, которые потребуются процессору в ближайшее время. Объем такого «акселератора» может достигать 512 кбайт. Для того чтобы еще больше ускорить работу компьютера, вводят еще одну дополнительную память — кэш-память второго уровня, которую встраивают между кэш-памятью первого уровня и оперативной памятью.

Внешняя память компьютера многообразна. Это прежде всего встроенный в системный блок жесткий диск, или винчестер, — основная кладезь информации компьютера. На одном диске хранятся все программы, с которыми работает компьютер, — операционная система, вспомогательные системные продукты (драйверы, утилиты и пр.), прикладные программы, все промежуточные и окончательные результаты — тексты, рисунки, медицинские изображения органов, протоколы и т.д. К достоинствам жесткого диска следует отнести большую емкость хранимой в нем информации (современные диски имеют емкость памяти до 10 Гбайт — это около 1 млн страниц печатного текста), возможность сохранения информации при отключенном питании компьютера, невысокую стоимость хранения информации.

Накопители на магнитных дискетах позволяют переносить информацию с одного компьютера на другой, делать архивные копии информации, содержащейся на жестком диске. Емкость дискеты диаметром 3,5 дюйма составляет 1,44 Мбайт, т.е. около 100-150 страниц печатного текста. Преимущество у дискеты одно — ее портативность.

Потребность в переносе с компьютера на компьютер большого количества информации, например рисунков, профессиональных изображений (в медицине - рентгенограмм, томограмм и др.), каждое из которых обычно занимает объем памяти от одного до нескольких мегабайт, обусловила необходимость создания новых технологий переносных накопителей на магнитных дискетах с повышенным объемом памяти - от 100 Мбайт до 1 Гбайт. Такую технологию хранения информации иногда называют Iomega Zip (по названию фирмы, производящей эти накопители). Для специалиста в области лучевой диагностики такие диски очень удобны: на одном диске диаметром всего 3,5 дюйма можно перенести (по существу в кармане) сразу несколько десятков рентгенограмм или книг такого объема, как та, которую вы держите в руках.

В качестве переносных носителей внешней памяти применяют также оптические компакт-диски (Compact Disk ROM. или сокращенно CD-ROM) Благодаря небольшим размерам (их диаметр 5,25 дюйма), большой емкости (640 Мбайт), надежности и долговечности хранимой на этих дисках информации они стали одним из наиболее часто используемых портативных носителей информации. На них записывают все системные и прикладные программы, в том числе медицинские, электронные версии книг и учебников и даже полноформатные документальные и художественные кинофильмы. К недостаткам оптических компакт-дисков можно отнести невозможность повторной записи (или перезаписи) информации (отсюда и его название ROM — Read Only Memory — память только для чтения). Этот недостаток отсутствует у магнитно-оптических компакт-дисков, на которых информацию можно перезаписывать многократно, как на магнитную дискету или винчестер. Емкость магнитно-оптических дисков около 2 Гбайт.

Общение человека с компьютером происходит, как известно, с помощью монитора, и его характеристика имеет для врача большое значение. Особую роль качество монитора играет в лучевой диагностике, где работа с изображением составляет значительную часть профессиональной деятельности врача.

В компьютерах, за исключением портативных, в которых используют жидкокристаллические дисплеи, как правило, применяют мониторы на базе электронно-лучевых трубок. Их соединяют с компьютером с помощью видеоадаптера SVGA — наиболее прогрессивного в настоящее время видеостандарта. Из всех характеристик монитора для врача наиболее важны: 1) диаметр экрана (не менее 15 дюймов); 2) частота вертикальной развертки луча (не менее 75 Гц); 3) размер между точками люминофора (не более 0,25 мм); 4) разрешение (не менее 1024x768 точек при 256-цветном режиме). В заключение отметим, что в настоящее время используют только LR-мониторы (Low Radiation), которые имеют очень низкий уровень излучения, поэтому дополнительный защитный экран не требуется.

Говоря о мониторе, следует коснуться некоторых санитарных правил, которых нужно придерживаться при работе с компьютером. Дело в том, что даже при исключительно низком радиационном выходе современных мониторов, практически исключающем какое-либо вредное электромагнитное облучение, имеется определенная опасность его нежелательного воздействия на орган зрения, в основном из-за мерцания (хотя и неосознаваемого) видеоэкрана. Напомним, что частота смены кадров в современных мониторах составляет в среднем 75 Гц, поэтому наиболее качественные (но и наиболее дорогие) мониторы имеют более высокую частоту кадров — до 100 Гц. Небезынтересно отметить, что все изложенное относится также к бытовым телевизорам. И все же, невзирая на высокую частоту покадровой развертки, рекомендуется после каждых 50 мин работы за экраном делать перерыв продолжительностью 10 мин. Кстати, это положение, касающееся работы на персональных компьютерах, в некоторых отраслях хозяйства России (например, на Аэрофлоте) закреплено законодательно.

Еще одна опасность при работе с компьютером - утомление кистей рук. Иногда оно даже переходит в повреждение связочного аппарата кистей, вплоть до развития артрозов. Об этом обязательно нужно помнить и давать рукам, так же как и глазам, периодически отдыхать.

Видеокарта, или видеоадаптер, - это своеобразный буфер, который управляет монитором; он «захватывает» изображение из процессора, обрабатывает его, например редактирует, раскрашивает, а затем подает на монитор. Качество видеокарты измеряют в единицах памяти — мегабайтах. Хорошие карты могут иметь память до 4—8 Мбайт. Напомним, что емкость одной страницы печатного текста составляет около 10—20 кбайт, а одного рисунка или диагностического изображения, например рентгенограммы, — в среднем 1—5 Мбайт. В последнее время в ПК начали применять дополнительные видеокарты — так называемые ЗО-акселераторы (трехмерные ускорители). Они позволяют значительно улучшить компьютерную графику, в частности дают возможность работать с трехмерными (объемными) изображениями, которые постепенно входят в компьютерную практику, в том числе в области лучевой диагностики.

В последнее время появилось понятие «мультимедийный компьютер», или сокращенно «мультимедиа:». Эта технология позволяет объединить в одном компьютере текстовые данные, звук, графические изображения и даже их анимацию. Это обеспечивается либо программно, либо, что гораздо лучше, аппаратно с помощью дополнительно присоединяемой к процессору микросхемы ММХ. Для создания звукового сопровождения программ в компьютере дополнительно устанавливают звуковую карту. Основное назначение мультимедийных компьютеров в лучевой диагностике — озвучивание учебных фильмов и обучающих программ.

К системам ввода информации в компьютер относятся клавиатура, «мышь» и некоторые другие электромеханические средства. Отметим, что в последнее время появились модели компьютеров с речевым вводом информации, т.е. они работают «с голоса» пользователя. Специфическим устройством ввода информации в компьютер являются аналого-цифровые преобразователи, или АЦП. Их задача — превратить аналоговый сигнал, например изображение, получаемое на гамма-камере, или электрокардиографическую кривую, в упорядоченный набор цифр, с тем чтобы их можно было использовать в вычислительной технике.

Теперь попробуем расшифровать информацию о компьютере, который находится, например, на Вашем рабочем столе: Pentium-233 MMX/PCI/16 Mb RAM/512 KB cache/8 Gb HDD/FDD 3,5"/12xCD-ROM/2 MB/15" 0,25/SB 16. В этом компьютере установлен процессор Pentium с мультимедийным расширением ММХ, работающий на частоте 233 МГц, имеются 32-разрядная шина PCI, оперативная память 16 Мбайт, кэш-память 512 кбайт, жесткий диск емкостью 8 Гбайт, магнитный накопитель для дискет диаметром 3,5 дюйма, 16-скоростной привод для компакт-дисков, видеокарта на 2 Мбайта, а также 16-разрядная звуковая карта Sound Blaster. Компьютер оснащен 15-дюймовым монитором с размером ядер люминофора 0,25 мм. Отметим, что приведенная конфигурация компьютера оптимальна для работы врача — специалиста в области лучевой диагностики.

Для вывода информации на бумагу применяют различные типы печатающих устройств — принтеров. Печатающая головка матричного принтера оснащена 24 или 48 иголками. Обычная печать — черно-белая. Скорость печати — одна страница за 10—40 с. Недостатком принтера является высокий уровень шума, преимуществами — низкая стоимость, надежность и простота в обслуживании.

Струйные принтеры более комфортны в работе, так как работают абсолютно бесшумно. Изображение в них формируется с помощью микрокапельниц, выдувающих специальные чернила с помощью сопел, количество которых варьирует от 12 до 64. Печать, которая может быть черно-белой или цветной (достаточно просто сменить картридж принтера), отличается высоким качеством, скорость печати — одна страница за 20—30 с.

Лазерные принтеры (рис. I.8) обеспечивают наиболее высокое качество печати, соизмеримое с качеством типографской печати, но они и самые дорогие. В этих принтерах используется принцип ксерографии: первоначально изображение получается на специальном барабане путем его электризации лазерным лучом по команде с компьютера, откуда оно затем переносится на бумагу. Обычно применяют черно-белые принтеры, однако в лучевой диагностике для выполнения цветных изображений можно использовать цветные принтеры. Стоимость их, однако, чрезвычайно высока.

Модем — это устройство, сопрягающее компьютер с линией связи, например телефонной сетью (рис. I.9), путем преобразования цифровой информации компьютера в аналоговую (электрическая модуляция). В таком виде информация передается по телефонным сетям в любую точку больницы, города, страны или за ее пределы. На другом конце телефонной линии модем работает в обратном режиме — демодуляции: аналоговый сигнал преобразуется в цифровой, после чего подается на принимающий компьютер. Одновременно модем может выполнять сжатие и декомпрессию пересылаемой информации, а также заниматься поиском и исправлением ошибок, которые нередко возникают при преобразовании информации и передаче ее по каналам связи. Таким образом, модем — это устройство, обеспечивающее связь врача с внешним миром через компьютер. Важной характеристикой модема является его пропускная способность, которая измеряется в битах в секунду (бит/с) или водах. Обычно пропускная способность модема на проволочных линиях связи составляет несколько тысяч (10—30) бит/с. При волоконно-оптической связи она значительно выше.

Сканер — это устройство, предназначенное для считывания графической или текстовой информации и передачи ее в компьютер. Сканеры бывают настольные (планшетные или барабанные) и ручные. Для врача наиболее приемлем настольный планшетный сканер, желательно цветной (рис. I.10). Качество сканера определяется его пространственным разрешением, измеряемом количеством точек на 1 дюйм — dpi (dot per inch). Хорошим считается сканер с разрешением не менее 400 dpi. Для того чтобы ввести в компьютер рентгеновское изображение, т.е. рентгенограмму, необходим специальный сканер — транспарентный.

Для того чтобы компьютер работал, нужны, как известно, программы (software). Их можно условно разделить на две большие группы — системные и прикладные. Есть еще так называемые инструментальные, но они интересны только для специалистов в области программирования.

Системные программы сами по себе не решают никаких пользовательских задач. Их назначение — управлять компьютером. К системным программам относятся операционные системы, драйверы и утилиты. Центральное место в системных программах, естественно, отводится операционной системе. Среди них длительное время, вплоть до конца 80-х годов, главной была программа MS-DOS. Затем на смену этой операционной системе пришли другие, более развитые и функциональные.

Драйвер (от англ. drive — управлять) — это программа, обеспечивающая связь между операционной системой и различными периферийными устройствами (принтером, клавиатурой, «мышью» и др.) и управление ими, а также регулирующая поток данных, проходящий через эти устройства. Если к компьютеру подключают какое-нибудь новое устройство, необходимо одновременно установить и новый, соответствующий этому устройству драйвер. С некоторыми оговорками можно считать драйвер частью операционных систем, тем более что в некоторых из них обязательно имеется большой пакет готовых к употреблению драйверов для наиболее распространенного периферийного оборудования. Утилита — это также вспомогательная программа, позволяющая пользователю выполнять манипуляции с различными периферийными устройствами, например форматировать диски, оценивать состояние отдельных частей компьютера и т.д. Как и драйвер, наиболее распространенные утилиты входят в состав многих операционных систем.

В операционной системе MS-DOS врачу работать очень неудобно: для того чтобы выполнить на компьютере какие-либо действия, например напечатать протокол диагностического исследования, необходимо набрать на клавиатуре ряд слов — имена команды, файла, каталога, их путь. Это все нужно помнить, поэтому были созданы специальные программы-оболочки, которые позволяют просто с помощью клавиатуры или «мыши» выбрать определенное место на экране, и компьютер начнет выполнять желаемые действия. Одной из наиболее распространенных подобных оболочек стала программа Norton Commander, разработанная американским ученым P. Norton.

В 1990 г. американская компания «Microsoft» под руководством ее создателя В. Gates выпустила новый программный продукт — графический интерфейс Windows (окна)^[6], который значительно облегчил работу с компьютером, сделал ее доступной для самого широкого круга людей. Операционная среда Windows стала поистине всенародной. За короткий отрезок времени сменилось несколько версий Windows. Последними из них являются Windows-95 и Windows-98; в настоящее время разрабатывается Windows-2000. Под их управлением работает большинство прикладных программ — как общего назначения, так и медицинских. С созданием операционной системы Windows-95 (именно уже системы, а не оболочки) осуществилась мечта о полном «дружеском отношении» между человеком и компьютером. При этом значительно упростилась процедура подключения к компьютеру различных периферийных устройств (принтеров, сканеров и др.). Подобная концепция получила меткое название — «plug and play» («включай и работай»).

Профессиональным вариантом данной операционной системы является Windows-NT, которым оснащаются сложные вычислительные комплексы, серверы, в том числе используемые в медицине. Главными преимуществами Windows стали не только его простота и доступность, но и многозадачность, т.е. возможность работать одновременно с несколькими программными приложениями (рис. I.11). Каждой выполняемой программе в Windows отводится одно окно. Все компоненты окон стандартизованы, окна могут свободно перемещаться по экрану с помощью «мыши» (технология «drag and drop» — «тащи и бросай»), занимать весь экран, часть его или вообще сворачиваться, освобождая тем самым рабочую поверхность экрана для других приложений. Обычно окно содержит несколько стандартных элементов: заголовок с именем приложения или документа, строку меню, содержащую перечень основных направлений работы с компьютером. Каждый пункт меню определяет подменю, в котором содержится набор раскрывающихся по команде диалоговых окон. Каждое из окон предназначено для выполнения определенного приложения — подготовки документа, таблицы, рисунка и др.

Обычными элементами экрана являются панели, содержащие набор кнопок для выполнения отдельных задач, например печати, копирования, запоминания и др. Таких панелей около десятка, например стандартная панель, панель для форматирования текста, рисования, создания базы данных и др. Управлять кнопками очень просто: нужно лишь нажать на них курсором «мыши». Кроме окон и панелей, на «рабочем столе» монитора имеются мнемонические картинки (или иконки) для управления программами. Нажав на иконку, можно вызвать соответствующее ей Windows-приложение. Все изложенное делает работу на компьютере не только простой и удобной, но и весьма приятной.

Существует набор наиболее важных и распространенных Windows-приложений, которые объединены в так называемый офисный пакет Microsoft office^[7]. в него входит прежде всего текстовый процессор Word. Эта программа предназначена для работы с текстом; с ее помощью можно создавать все виды документов, например истории болезни, письма, служебные заметки, деловые документы, причем очень сложные, состоящие одновременно из текста, графиков, таблиц, рисунков. Программа электронных таблиц Excel предназначена для обработки числовых данных, при этом она дает возможность производить математические расчеты любой сложности. Программа создания графической презентации Power Point позволяет превращать текс­ты, сложные цифровые и табличные данные в удобные для восприятия визуальные формы — картинки, слайды, оформлять их для показа зрителям. База данных Access предназначена для сортировки и организации больших объемов данных, при этом можно оперировать любыми, сколь угодно обширными массивами информации, например результатами обследования больных за год или десятилетие. Наконец, программа электронной почты Internet-Mail служит для посылки и приема электронной почты через компьютерную сеть. Дополнительно к офисному пакету может быть приложен один из графических редакторов, например PhotoShop, который позволяет работать с рисунками и медицинскими изображениями, подвергая их всевозможной обработке: изменять форму и содержание отдельных их частей, характер контуров и фона, раскрашивать и т.д. Имеется ряд других интересных для врача программ-приложений. Например, программа распознавания текста FineReader дает возможность, отсканировав печатный текст (книгу, статью и т.д.), перевести его сразу же в электронный формат для дальнейшего редактирования на компьютере. При этом не нужно пользоваться утомительным набором этого текста посредством клавиатуры.

Кроме названных, существует большое число прикладных программ, предназначенных для других видов работ: статистической обработки данных, книгоиздания, проектирования и др. Следует отметить, что наряду с Windows применяют другие операционные системы, в частности OS/2 и Unix. Они отличаются более широким спектром предоставляемых пользователю программных услуг, но одновременно и более сложным характером работы на компьютере под их управлением. Для компьютеров Macintosh создана специальная операционная система MacOS.

В медицине, в частности в лучевой диагностике, применяют специализированные программы: для обработки рентгенограмм, радионуклидных изображений, ведения деловой документации и др. Обычно их объединяют по родственному признаку в отдельные пакеты специализированных программ — сокращенно ППП (пакет прикладных программ).

Набор пакетов составляет библиотеку программ. От того, насколько богат ассортимент пакетов и насколько рационально их используют, зависят в конечном счете качество диагностического исследования и эффективность работы всей службы компьютеризованной лучевой диагностики.

Наиболее важным информационным прорывом последнего десятилетия стала Всемирная Сеть (Интернет^[8]) — своего рода обширное сообщество взаимосвязанных сетей и отдельных компьютеров, предоставляющих информацию для общего пользования. При этом каждый компьютер имеет уникальный адрес, позволяющий идентифицировать и находить его в необъятной Всемирной Сети. Посредством провайдера — организации, ведающей распределением информационных ресурсов в отдельно взятом регионе, — компьютер осуществляет связь с Интернетом. Когда говорят об адресах в Интернете, обычно имеют в виду IP-адрес (Internet Protocol адрес), состоящий из набора цифр - от 4 до 12. Однако запоминать эти цифры достаточно сложно, поэтому была создана система адресов, состоящая из слов имеющих логический смысл (например, имя или фамилия пользователя, местонахождение компьютера в государстве и городе). Эти адреса являются уникальными, т.е. отдельно взятый адрес присваивается только одному компьютеру (как почтовый адрес). Под этим адресом понимается, конечно не географическое месторасположение компьютера, а локализация его в глобальной компьютерной сети. Такие адреса получили названия URL (от англ. Universal Resource Locator - универсальный указатель ресурсов).

Пробиться сквозь необозримые лабиринты информационных ресурсов компьютеру позволяют специальные программы.

Для удобства навигации по Интернету, т.е. поиска интересующей информации, служит особая структура большинства находящихся в нем документов. Эта структура получила название формата гипертекста. Суть его состоит в том, что отдельные ключевые слова текста или наиболее важные ключевые детали изображений специально выделены (цветом, шрифтом или рамкой). При обращении к этому выделению курсором «мыши» пользователь автоматически попадает в другой документ, который тематически соответствует выделенному слову или части рисунка и полностью раскрывает его содержание.

К основным ресурсам Всемирной Сети относятся:

Крупные области информационных данных разделены по их назначению. Эти области называют доменами. Крупных доменов (первого, или верхнего, уровня) несколько. Это — либо домены общего характера — .com (коммерческий), .edu (образовательный), .gov (правительственный), .mil (военные учреждения), .net (сетевые организации), .org (прочие организации), либо домены, относящиеся к отдельно взятым государствам, — .ru (Россия), .uk (Великобритания), .са (Канада) и т.д.

Каждый из доменов первого уровня включает огромную сеть доменов второго уровня, относящихся к различным городам, территориям, областям знаний и др. Домены второго уровня в свою очередь содержат сеть доменов третьего уровня и т.д. Таким образом, Интернет, хотя и не упорядочен полностью, но все же содержит вполне понятную архитектуру, состоящую из нескольких древовидно делящихся стволов. Примером Web-адреса может служить следующая запись: http://www.rad.washington.edu/, где http — протокол передачи данных (протокол — совокупность правил, по которым информация передается по компьютерной сети), www — символ Всемирной Паутины, rad.washington.edu — сервер, принадлежащий радиологическому обществу Вашингтона (США), который относится к образовательным ресурсам Интернета (.edu).

Внутри лечебного учреждения ряд компьютеров может соединяться в общебольничную локальную компьютерную сеть — Эзернет (Ethernet). Применительно к больницам ее называют сокращенно HIS (Hospital Intercommunication System), а применительно к отделениям лучевой диагностики и лучевой терапии — RfS (Radiology Information System) (рис. I.12). Поскольку обмен информацией в этих системах происходит без модуляции, т.е. в цифровом виде, скорость передачи данных по ним достаточно высока — до 10 Мбит/с. Недостатком таких сетей является открытость информации, т.е. возможность несанкционированного доступа к ней, что в ряде случаев, например при наличии у больного злокачественного заболевания, требует определенных ограничений на передачу такой информации либо введения в систему элементов криптографии — специальной программы засекречивания данных.

В лучевой диагностике в последние годы начинает распространяться телерадиология — обмен изобразительной информацией между отдельными лечебными учреждениями, находящимися в пределах одного региона, отдельной страны или даже между разными странами. Такой обмен позволяет оперативно и коллективно решать сложные диагностические задачи, проводить научные совещания, не тратя время и деньги на дорогу (рис. I.13).

Подробнее см.: Власов В.В. Эффективность диагностических исследований. — M: Медицина, 1988.

Лучевая диагностика, в распоряжении которой широкий ассортимент методов исследования — дешевых и дорогостоящих, инвазивных и необременительных для больного, высокоинформативных и ограниченной информативности, — ставит врача-диагноста перед выбором: как обеспечить наиболее высокую эффективность диагностического процесса, каким методам отдать предпочтение, в какой комбинации и последовательности их применить. Очевидно, что подходы к диагностике будут значительно различаться в зависимости от того, имеет место острое или хроническое заболевание, проводят плановое обследование или оказывают неотложную медицинскую помощь, выполняют детальное и углубленное обследование или организуют скрининг, охватывающий значительную часть населения. Во всех этих ситуациях необходимо уметь правильно оценивать эффективность метода диагностики, причем сделать это нужно на объективной, научной основе.

Для оценки эффективности диагностических исследований существует большое число критериев. Многие из них универсальны, т.е. применимы во всех областях клинической медицины, другие, характеризующие медицинские изображения, имеют специфическое для лучевой диагностики значение.

Под диагностической эффективностью метода исследования следует понимать способность данного метода (теста) выявить заболевание и охарактеризовать состояние организма при экономической доступности метода.

В лучевой диагностике выделяют качественную, или описательную, и количественную характеристики результатов. Последняя включает в себя различные виды измерений: радиоактивности биологических проб, величины органов, изображенных на экране дисплея, рентгеновской пленке, компьютерной томограмме и др. Все эти измерения, как бы точны они ни были, обязательно имеют некоторую степень погрешности. Это связано как с ограниченной точностью инструментов, с помощью которых проводят измерения (линейка, электронный прибор или другие технические средства) так и с вариабельностью измеряемого объекта: колебаниями биологических параметров человека во время исследования, флюктуациями радиоактивного распада, неоднородностью потока электромагнитных квантов.

Перечисленные выше погрешности имеют случайный характер. Их влияние на точность измерения может быть уменьшено, если увеличить количество измерений объекта исследования или увеличить продолжительность каждого измерения. Погрешности такого рода называют случайными, или рандомизированными, ошибками.

Погрешности другого типа возникают при неправильной работе аппаратуры, калибровке лабораторного оборудования, технологии приготовления радиофармпрепаратов или химических растворов, вследствие ошибок, допущенных в расчетах. Конечные результаты подобных измерений во всех случаях оказываются либо завышенными, либо заниженными, т.е. всегда однозначно искаженными Подобные погрешности носят название «систематические ошибки». Единственный способ избежать этих погрешностей — тщательно контролировать качество технических средств лучевой диагностики, следить за правильностью проведения диагностических процедур, корректно выполнять расчеты.

Для оценки эффективности методов измерения в лучевой диагностике, как и в других разделах медицины и биологии, применяют ряд критериев, главными из которых являются:

Для того чтобы оценить диагностическую эффективность лучевого метода исследования, сравнивают его информативность, т.е. способность распознавать заболевание, с так называемым референтным, или эталонным, диагнозом. Этот диагноз устанавливают на основании результатов гистологического исследования или вскрытия либо с учетом точных биохимических или клинических признаков болезни. Патологоанатомические данные иногда называют «золотым стандартом» при верификации диагноза.

Для оценки информативности метода результаты его применения у определенной группы пациентов сводят в таблицу, называемую матрицей решений (табл. 1.2). При этом в зависимости от совпадения результатов лучевого исследования и фактического наличия заболевания, т.е. референтного диагноза, ответ может оказаться правильным или неправильным Возможны следующие варианты результатов оценки метода:

Ложноположительные и ложноотрицательные ошибки представляют собой потери системы диагностики, они снижают диагностическую эффективность исследования.

В медицине информативность диагностических исследований оценивается следующими основными критериями.

Чувствительность (SJ) — вероятность положительного результата теста у лиц с заболеванием:

Определив чувствительность метода, можно априори предположить, какова будет доля больных, у которых данное исследование даст положительный результат, т.е. будет выявлен признак болезни. Чем выше чувствительность метода, тем чаше с его помощью выявляют патологические изменения, тем, следовательно, он более эффективен. В то же время если такой высокочувствительный тест отрицателен, то наличие заболевания маловероятно, поэтому высокочувствительные тесты в медицинской диагностике называют идентификаторами, или тестами на исключение заболевания.

Высокочувствительные тесты эффективны на первом этапе диагностики когда врачу необходимо отбросить массу первоначальных предположений. Эти тесты рекомендуется использовать при массовых проверочных исследованиях, особенно при выявлении социально опасных заболеваний.

Недостатком высокочувствительных методов является го, что при их использовании допускают значительное количество ложноположительных ошибок (ложные тревоги). В связи с этим возникает необходимость выполнять большое число дополнительных исследований, вследствие чего усложняется диагностический процесс и увеличиваются экономические затраты, особенно при массовых исследованиях. Вот почему в медицинской диагностике следует стремиться не к максимальной, а к разумно достижимой чувствительности метода.

Специфичность (Sp) — вероятность отрицательного результата у лиц без заболевания:

Определив специфичность метода, можно априори предположить, какова будет доля здоровых лиц, у которых данное исследование даст отрицательный результат. Чем выше специфичность метода, тем надежнее с его помощью подтверждается заболевание, т.е. он более эффективен. Высокоспецифичные диагностические тесты называют дискриминаторами; они эффективны на втором этапе диагностики, когда круг предполагаемых заболеваний сужен и необходимо с уверенностью доказать наличие болезни.

Точность (epsilon) — пропорция правильных результатов (положительных и отрицательных) среди всех обследованных:

Иногда этот критерий называют показателем диагностической эффекности.

Все три критерия — чувствительность, специфичность и точность — отражают априорную вероятность результатов диагностического исследования — положительных и отрицательных. Они носят название «операционные характеристики метода диагностики». Применяя операционные характеристики метода на практике, врач должен учитывать особенности обследуемых больных. Если метод применяют при обследовании больных с клинически выраженным заболеванием, то операционные характеристики его будут высокими, и наоборот, в начальных и особенно доклинических стадиях болезни чувствительность и специфичность метода окажутся пониженными. Следовательно, для каждой стадии болезни будут свои операционные характеристики метода исследования.

Для правильной оценки диагностической эффективности методов исследования важное значение имеют критерии апостериорной вероятности - прогностичность положитеьного (PV+) и отрицательного (PV-) результатов. Именно эти критерии показывают, какова вероятность заболевания (или его отсутствия) при известном результате исследования. Нетрудно понять, что апостериорные показатели имеют большее практическое значение, чем априорные.

Критерий PV+ показывает, насколько велика вероятность болезни при положительных результатах исследования, а критерий PV насколько велика вероятность отсутствия болезни при отрицательных результатах.

Прогностичность положительного результата возрастает с увеличением частоты заболевания. Это означает, что один и тот же метод лучевого исследования, у которого определены операционные характеристики, будет по-разному «работать» в различных лечебных учреждениях: общего профиля, специализированных (с высокой частотой заболевания) и в условиях скрининга (низкая частота заболевания). Из сказанного следует важнейшее правило диагностики: эффективность диагностического исследования необходимо оценивать только с учетом частоты выявляемого заболевания, т.е. конкретных условий применения данного метода исследования. Например, информативность рентгенографии грудной клетки будет различной в зависимости от того, где и с какой целью ее проводят: при массовых проверочных исследованиях, в лечебном учреждении общего профиля или в онкологическом диспансере.

Давая оценку диагностической эффективности метода исследования, обычно указывают на общее количество ошибочных заключений: чем их меньше, тем эффективнее метод. Однако, как уже отмечалось, одновременно уменьшить количество ложноположительных и ложноотрицательных ошибок нереально, поскольку они связаны между собой. Кроме того, принято считать, что ошибки первого типа — ложноположительные — не так опасны, как ошибки второго типа — ложноотрицательные. Это особенно относится к выявлению инфекционных и онкологических заболеваний: пропустить болезнь во много раз опаснее, чем диагностировать ее у здорового человека.

В тех случаях, когда результаты диагностического исследования выражают количественно, их классифицируют на норму и патологию условно (рис. I.14). Часть значений теста, принимаемых за норму, будет наблюдаться у больных, и, наоборот, в зоне патологии окажутся некоторые изменения у здоровых. Это и понятно: ведь граница между здоровьем и начальной стадией болезни всегда условна. И все же в практической работе, анализируя цифровые показатели диагностического исследования, врач вынужден принимать альтернативные решения: отнести данного пациента к группе здоровых либо больных. При этом он пользуется разделительным значением применяемого теста.

Изменение границы между нормой и патологией всегда сопровождается изменением операционных характеристик метода. Если к методу предъявляются более жесткие требования, т.е. граница между нормой и патологией устанавливается на высоких значениях теста, увеличивается число ложноотрицательных заключений (пропусков заболеваний), что приводит к повышению специфичности теста, но одновременно к снижению его чувствительности. Если целесообразно смягчить требования к тесту, границу между нормой и патологией сдвигают в сторону нормальных значений, что сопровождается увеличением числа ложноположительных заключений (ложных тревог) и одновременно уменьшением числа ложноотрицательных (пропусков заболеваний). При этом повышается чувствительность метода, но снижается его специфичность.

Таким образом, проводя диагностические исследования и оценивая их результаты количественно, врач всегда находится в условиях выбора: то жертвует чувствительностью, чтобы повысить специфичность, то, наоборот, отдает предпочтение специфичности за счет снижения чувствительности. Как правильно поступать в каждом конкретном случае, зависит от многих факторов: социальной значимости заболевания, его характера, состояния больного.

Из изложенного следует важнейший для современной медицинской диагностики, в том числе лучевой, вывод: количественный математический метод, каким бы совершенством ни отличались математический аппарат ими используемые технические средства, всегда имеет ограниченное, прикладное значение, подчиняясь логическому мышлению врача и соотносясь с конкретной клинической и социальной ситуацией.

Для того чтобы оценить диагностическую эффективность метода с учетом последствий ложных решений, используют характеристические кривые, отражающие взаимную зависимость ложноположительных и истинно положительных результатов. Полное название таких кривых — «операционные характеристические кривые наблюдателя» (Receiver operating characteristic curve, сокращенно ROC-curve), поэтому часто такие кривые называют ROC-кривыми, а выполняемые для их построения действия — ROC-анализом.

С целью построения характеристических кривых результаты обследования верифицированной группы больных и здоровых распределяют в несколько групп. Если эти результаты имеют количественный характер, то их ранжируют по значению точки разделения на норму и патологию. Качественные же результаты применения изучаемого метода (например, описание рентгенологической или сцинтиграфической картины) ранжируют по степени уверенности врача в диагнозе. Полученные таким образом данные сводят в таблицы и по ним строят характеристические кривые — ROC-кривые (рис. I.15). Чем больше изгиб характеристической кривой, т.е. чем ближе к верхнему левому углу системы координат она расположена, тем выше эффективность диагностического метода. Приближение же ROC-кривой к диагонали, проходящей через начало координат, свидетельствует о низкой эффективности метода исследования.

Характеристические кривые позволяют наглядно сопоставить диагностическую эффективность различных методов исследования при обнаружении одного и того же поражения. Кроме того, с их помощью можно оценить качество средств визуализации: рентгеновских экранов, дисплеев, твердых копий медицинских изображений (рентгенограмм, сцинтиграмм и др.). С этой целью организуют группу экспертов — специалистов в области лучевой диагностики, которым предъявляют для анализа серию верифицированных медицинских изображений. Ответы экспертов кодируют по указанной выше 5-балльной системе и на основании полученных данных строят характеристические кривые каждого изучаемого метода. Тот метод, у которого ROC-кривая имеет больший изгиб и расположена ближе к верхнему левому углу системы координат, имеет более высокую диагностическую эффективность.

Интересно, что метод ROC-анализа и построение ROC-кривых дают возможность оценить профессиональные навыки и квалификацию специалистов. С этой целью врачу предъявляют для опознания верифицированный архив медицинских изображений (рентгенограмм, сцинтиграмм и др.). Так же как и в предыдущем случае, ответы врача соответствующим образом ранжируют и по полученным данным строят характеристические кривые. У квалифицированного специалиста ROC-кривая имеет крутой изгиб, она вплотную приближена к верхнему левому углу системы координат.

Для того чтобы оценить вклад лучевой диагностики, как и диагностики вообще, в медицинскую практику, используют следующие комплексные критерии.

Результативность метода - это вероятность получения у отдельного пациента или популяции в целом положительного результата от применения данной технологии в усредненных условиях.

Эффективность метода - оценка мастерства врача, с которым он использует имеющиеся ресурсы для решения данной проблемы. В частности, эффективность процедуры получения диагностического изображения считают высокой если наибольшее число истинно положительных и/или истинно отрицательных результатов получено при наименьших затратах (имеются в виду деньги, ресурсы, время).

Сила метода — это способность диагностического теста, примененного в оптимальных условиях, влиять на решение врача, касающееся диагноза и ведения больного (лечение, реабилитацию), т.е. влиять на здоровье как отдельного пациента, так и населения в целом.

Понятно, что результативность метода всегда будет ниже, чем его сила, поскольку она зависит от мастерства специалиста, обеспечивающего получение диагностического изображения, а также потому,-что инфраструктура в усредненных условиях отнюдь не соответствует таковой в оптимальных условиях.

При обработке материалов клинического, лабораторного и лучевого исследований на компьютере возникает необходимость решить ряд задач, постановка которых должна корректно отражать исходные данные и, главное, соответствовать требованиям, предъявляемым к их компьютерной обработке с помощью прикладных универсальных или специализированных программ. Все медико-биологические данные, учитываемые при лучевой диагностике, могут быть классифицированы следующим образом.

Качественные признаки: однородность изображения органа, форма тени (например, тени сердца на рентгенограмме), ее интенсивность и др., а также такие клинические признаки, как наличие боли, желтушность кожного покрова и пр.

Количественные признаки: интенсивность тени на компьютерной томограмме по шкале Хаунсфилда, показатели радиоактивности введенного в организм радиофармпрепарата, рост и масса тела пациента, концентрация биологически активных веществ в крови и т.п.

Динамическая регистрация физиологических функций: кривые, записанные при радионуклидном исследовании, допплеровском картировании кровотока, электрокардиографии и др.

Статические изображения: рентгенограммы, томограммы, сонограммы сцинтиграммы и т.п.

Серия изображений в динамике, динамическая сцинтиграфия (рис. I.16); рентгенокиносъемка, наблюдение при рентгеноскопии и т.д.

Приведенная группировка условна, поскольку одна и та же характеристика зависит от методики обследования разных групп пациентов. Данные сцинтиграфии, например, могут иметь вид то статических, то динамических картин. Серия сцинтиграмм может быть обработана таким образом, чтобы получилась кривая прохождения радиофармпрепарата по органу (см. рис. I.16). Наконец, та же сцинтиграмма может быть оцифрована и представлена как набор количественных показателей.

При рассмотрении медико-биологических данных следует различать понятия «признак» и «параметр». Признак — это характеристика пациента, имеющая только два значения: наличие или отсутствие. Признаком является наличие боли, припухлости, тени очага на рентгенограмме, дефекта накопления радиофармпрепарата на сцинтиграмме и др. Параметр — это величина, характеризующая свойство процесса, явления или системы в абсолютных либо относительных величинах. Параметрами являются температура тела, показатели артериального давления, концентрация отдельных веществ в крови.

Деление характеристик пациента на признаки и параметры, конечно, в определенной степени условно. Признак может перейти в разряд параметра, если определять рассматриваемое свойство по условной шкале. Например, выраженность припухлости можно оценить в баллах: 1 балл, 2 балла и тд. Аналогичным образом параметр может стать признаком, если оценка его будет производиться альтернативно: отсутствие или наличие повышения артериального давления.

Информацию вводят в компьютер либо с периферийного оборудования — клавиатуры, магнитных накопителей, речевого ввода, либо с терминала диагностического аппарата — рентгеновского, ультразвукового, магнитно-резонансного, радионуклидного. Во втором случае для получения единого формата данных предпочитают использовать терминалы в стандарте DICOM. При этом процедура введения информации с терминала в компьютер может иметь двоякий характер. В автономном режиме (off-line) диагностическая информация из оперативной памяти компьютера переносится на какой-либо промежуточный магнитный носитель и уже потом, после окончания исследования, ее обрабатывают на процессоре. В неавтономном (диалоговом) режиме (on-line) информация, находясь в оперативной памяти, сразу же обрабатывается процессором. В лучевой диагностике по техническим соображениям чаще применяют автономный режим работы с информацией.

Хранение информации (закодированных изображений, результатов работы, списков больных и пр.) в компьютере осуществляется на жестком диске или внешних магнитных носителях — дискетах, лентах.

Каждая порция (массив, набор) информации, записываемая на магнитный носитель, называется файлом (от англ. file — досье, картотека). Управление файлами обеспечивает файловая система, являющаяся частью операционной системы компьютера. Каждый файл имеет свой идентификатор: ему присваивают имя, которое регистрируют в каталоге файлов; обычно указывают также объем файла и дату его создания. Перечень (каталог) файлов носит название «директорий». Просматривая директорий на экране дисплея, можно найти в каталоге интересующий файл и вызвать его из памяти компьютера.

При записи информации на магнитную ленту, что обычно осуществляется в архивах долговременного хранения, операционная система располагает файлы последовательно один за другим по мере их поступления. Для того чтобы найти нужный файл, необходимо, как в кассетном магнитофоне, просмотреть последовательно все файлы. Несмотря на автоматизм такого поиска, на него затрачивается определенное время (иногда оно исчисляется минутами). Такие системы записи файлов называют системами с последовательным доступом.

В случае записи на диски (магнитные, оптические, магнитно-оптические) операционная система ведет учет свободного места на диске, записывает файл на свободное место по частям (блоками), осуществляет их поиск, считывание и пересылку в оперативную память компьютера. Время доступа к искомому файлу при этом составляет всего несколько миллисекунд. Подобные системы называют системами с произвольным доступом. Их используют в диагностических терминалах, на автоматизированных рабочих местах, в архивах недолгосрочного (промежуточного) хра-

МОЛОДОМУ ИССЛЕДОВАТЕЛЮ

В науках же и в искусствах…​ все должно шуметь новыми работами и дальнейшим продвижением вперед.

Френсис Бэкон

На лекции по лучевой диагностике один из авторов обратился к студентам с просьбой высказать пожелания по поводу нового учебника. Поднялся студент 3-го курса и предложил, чтобы в учебнике были рекомендации по научно-исследовательской работе студентов. Это заставило нас задуматься. Ведь учебник пишут и издают несколько лет. За это время конкретные научные темы стареют. Да и нужны ли всем студентам подобные рекомендации?

Итальянская пословица гласит: «Вторая мысль всегда лучше». Сомнения быстро оставили нас. И в первом издании этого учебника после каждой главы появился раздел «Молодому исследователю». Да, мы убеждены, что все студенты должны заниматься научными исследованиями. Прежде всего потому, что врач должен уметь мыслить. Коэффициент полезного действия нашего мозга, увы, крайне низок. Из 10—14 млрд нейронов, как полагают, мы обычно используем 4 %. Мы можем только догадываться о возможностях мозга по тем высотам, которых временами достигает человеческая мысль (Ломоносов, Гегель, Эйнштейн). Поразительный факт — нас почти не учат мыслить. Нас учат правилам хорошего тона (нередко без особого успеха), учат писать и считать, танцевать и плавать, перкутировать и накладывать швы, делать рентгеновские снимки, но очень мало учат технологии мышления. Так вот: одним из главных способов обучения мышлению является самостоятельная научная работа под руководством серьезного наставника. Наука учит человека мыслить, сопоставлять и взвешивать факты. Она приучает его к непрерывному труду, пытливости и сосредоточенности. Она наполняет жизнь творческим содержанием, своеобразной романтикой — романтикой научного поиска. Врач должен быть умным, потому что перед ним стоят трудные задачи, от решения которых зависят здоровье и жизнь людей.

Жизнь молодого человека должна быть полнокровной. Нелегко соединить учебу, физическую культуру, научную работу, искусство, дружбу, любовь и для всего найти место. Требуются продуманная организация своей жизни и определенные усилия.

…​Усилья, усилья, усилья.
Спина — будто натертая солью. А вдруг это —
крылья, крылья
Проклевываются с болью ?!

В. Шефнер

Привлекаем мы Вас к научной работе не призывами. Мы лишь формулируем некоторые общие проблемы, над которыми стоит задуматься, а некоторые из них, кто знает, сделать затем главным содержанием своей профессиональной деятельности.

Проблема первая. XX век был преимущественно веком диагностики болезней. XXI век должен стать веком диагностики и охраны здоровья, веком превентивной медицины. Ее основой будет определение у каждого члена общества всех необходимых показателей его генетической, биохимической, иммунологической, морфологической организации и распределение их в пространстве признаков. Отклонение любого признака за пределы поля допуска в любой период развития индивидуума — от внутриутробного до старческого — будет сигналом для медицинского воздействия. Анализ всех показателей должен быть основанием для выработки индивидуального плана охраны здоровья индивидуума (индивидуального маршрута здоровья).

Проблема вторая. Развитие превентивной медицины ставит комплекс социальных, экономических, этических и медицинских вопросов и неизбежно приведет к реструктуризации здравоохранения. Понадобятся специальные службы превентивной медицины. Резко увеличится значение санитарного просвещения населения с помощью всех средств массовой информации.

Современная рентгеновская установка — сложное техническое устройство. Оно включает элементы телеавтоматики, электроники, компьютерной техники. Многоступенчатая система защиты обеспечивает полную радиационную и электрическую безопасность персонала и обследуемых больных.

Рентгенодиагностические аппараты принято делить на универсальные (общего назначения), позволяющие производить рентгеновское просвечивание и рентгеновские снимки всех частей тела, и аппараты специального назначения (специализированные). Последние предназначены для выполнения рентгенологических исследований в неврологии, стоматологии, урологии, маммологии, ангиологии. Созданы также специализированные аппараты для обследования детей, проведения массовых проверочных исследований (флюорографии), исследований в палатах и операционных.

В состав типового рентгенодиагностического аппарата входят питающее устройство, излучатель (рентгеновская трубка), устройство для коллимации пучка, рентгеноэкспонометр и приемники излучения (рис. II.1). У некоторых аппаратов имеется дополнительный компьютерный терминал.

Рентгеновский аппарат питается от городской сети переменным током напряжением 220 или 380 В. Питающее устройство преобразует это напряжение в высокое — порядка 40—150 кВ. Пульсацию напряжения доводят до минимальной; в некоторых аппаратах с высокочастотным генератором это напряжение практически постоянное. От величины напряжения зависит качество рентгеновского пучка, в частности его проникающая способность. Рентгенодиагностический аппарат общего назначения (рис. II.2) включает поворотный стол-штатив, на котором располагается обследуемый. Врач-рентгенолог находится либо поблизости, у экрана монитора, либо в соседнем помещении, если штатив имеет телеметрическое управление. Существуют аппараты, предназначенные только для выполнения рентгенограмм — в рентгеновском кабинете, операционной, палате (рис. II.3). Управлять аппаратом несложно, так как выбор и регулировка технических условий осуществляются, как правило, автоматически с помощью микропроцессорной техники.

При прохождении через тело человека пучок рентгеновского излучения ослабевает. Тело человека представляет собой неоднородную среду, поэтому в разных органах излучение поглощается в неодинаковой степени ввиду различной толщины и плотности ткани. При равной толщине слоя излучение сильнее всего поглощается костной тканью, почти в 2 раза меньшее количество его задерживается паренхиматозными органами и свободно проходит через газ, находящийся в легких, желудке, кишечнике. Из изложенного нетрудно сделать простой вывод: чем сильнее исследуемый орган поглощает излучение, тем интенсивнее его тень на приемнике излучения, и наоборот, чем больше лучей пройдет через орган, тем прозрачнее будет его изображение.

Поясним это положение на примере. На рис. II.4 представлено изображение органов грудной полости, каким его видит врач на экране рентгеновского дисплея. На изображении четко выделяются ключицы и ребра, поскольку костная ткань задерживает большое количество рентгеновского излучения. Органы средостения — сердце с находящейся в нем кровью, клетчатка, пищевод, лимфатические узлы — поглощают меньше рентгеновского излучения, однако из-за большой общей массы этих органов их тень на рентгенограмме также кажется интенсивной. По бокам от средостения видны светлые легочные поля. Легочная ткань содержит много воздуха и мало мягких тканей в единице объема, поэтому слабее задерживает рентгеновское излучение. Таким образом, полученное изображение объективно отразило степень поглощения рентгеновского излучения в разных тканях и органах грудной полости.

Обратитесь вновь к рис. II.4. На нем легко различить изображения сердца и легких, так как они в разной степени поглощают излучение. Они обладают, как принято говорить в рентгенодиагностике, естественной контрастностью. Однако на снимке не различимы бронхи, поскольку они, как и легочная ткань, содержат воздух. Не видны также полости сердца, потому что они заполнены кровью, которая задерживает излучение в той же степени, что и сердечная мышца.

Для того чтобы получить дифференцированное изображение тканей, примерно одинаково поглощающих излучение, применяют искусственное контрастирование. С этой целью в организм вводят вещества, которые поглощают рентгеновское излучение сильнее или, наоборот, слабее, чем мягкие ткани, и тем самым создают достаточный контраст с исследуемыми органами. Вещества, задерживающие больше излучения, чем мягкие ткани, называютреитгенопозитиеными. Они созданы на основе тяжелых элементов - бария или йода.

В качестве же рентгеноиегативных контрастных веществ используют газы - закись азота, углекислый газ. Основные требования к рентгеноконтрастным веществам очевидны: создание высокой контрастности изображения, безвредность при введении в организм больного, быстрое выведение из организма.

Существуют два принципиально различных способа контрастирования органов. Один из них заключается в прямом механическом введении контрастного вещества в полость органа — в пишевод, желудок, кишечник, слезные или слюнные протоки, желчные пути, полость матки, кровеносные сосуды или полости сердца.

Второй способ контрастирования основан на способности некоторых органов поглощать из крови введенное в нее контрастное вещество, концентрировать и выделять его. Этот принцип — концентрации и выведения — используют при рентгенологическом исследовании мочевыделительной системы и желчных путей.

В рентгенологической практике в настоящее время применяют следующие контрастные средства.

В некоторых случаях рентгенологическое исследование проводят с двумя рентгеноконтрастными веществами — рентгенопозитивным и рентгенонегативным. Это так называемое двойное контрастирование. Чаще таким приемом пользуются в гастроэнтерологии, когда при исследовании пищеварительной трубки одновременно вводят сульфат бария и воздух.

Рентгенография (рентгеновская съемка) - способ рентгенологического исследования, при котором фиксированное рентгеновское изображение объекта получают на твердом носителе, в подавляющем большинстве случаев на рентгеновской пленке. В цифровых рентгеновских аппаратах это изображение может быть зафиксировано на бумаге, в магнитной или магнитно-оптической памяти, получено на экране дисплея.

Пленочную рентгенографию выполняют либо на универсальном рентгеновском аппарате, либо на специальном штативе, предназначенном только для этого вида исследования. Исследуемая часть тела располагается между рентгеновским излучателем и кассетой (рис. II.5). Внутренние стенки кассеты покрыты усиливающими экранами, между которыми и помещается рентгеновская пленка.

Усиливающие экраны содержат люминофор, который под действием рентгеновского излучения светится и, таким образом воздействуя на пленку, усиливает его фотохимическое действие. Основное назначение усиливающих экранов — уменьшить экспозицию, а значит, и радиационное облучение пациента.

В зависимости от назначения усиливающие экраны делят на стандартные, мелкозернистые (у них мелкое зерно люминофора, пониженная светоотдача, но очень высокое пространственное разрешение), которые применяют в остеологии, и скоростные (с крупными зернами люминофора, высокой светоотдачей, но пониженным разрешением), которые используют при проведении исследования у детей и быстродвижущихся объектов, например сердца.

Исследуемую часть тела помещают максимально близко к кассете, чтобы уменьшить проекционное искажение (в основном увеличение), которое возникает из-за расходящегося характера пучка рентгеновских лучей.

Кроме того такое расположение обеспечивает необходимую резкость изображения. Излучатель устанавливают так, чтобы центральный пучок проходил через центр снимаемой части тела и был перпендикулярен пленке В некоторых случаях, например при исследовании височной кости, применяют наклонное положение излучателя.

Рентгенографию можно выполнять в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении больного, а также в положении на боку. Съемка в разных положениях позволяет судить о смещаемости органов и выявлять некоторые важные диагностические признаки, например растекание жидкости в плевральной полости или наличие уровней жидкости в петлях кишечника.

Снимок части тела (голова, таз и др.) или целого органа (легкие, желудок) называют обзорным. Снимки с изображением интересующей врача части органа в проекции, оптимальной для исследования той или иной детали, именуют прицельными. Их нередко производит сам врач под контролем просвечивания. Снимки могут быть одиночными или серийными. Серия может состоять из 2—3 рентгенограмм, на которых зафиксированы разные состояния органа (например, перистальтика желудка). Однако чаще под серийной рентгенографией понимают изготовление нескольких рентгенограмм в течение одного исследования и обычно за короткий промежуток времени. Например, при артериографии (контрастное исследование сосудов) с помощью специального устройства — сериографа — производят до 6—8 снимков в секунду.

Из вариантов рентгенографии заслуживает упоминания съемка с прямым увеличением изображения, которого обычно достигают, отодвигая рентгеновскую кассету от объекта съемки на 20—30 см. В результате этого на рентгенограмме получается изображение мелких деталей, не различимых на обычных снимках. Эту технологию можно использовать только при наличии специальных трубок, в которых фокусное пятно имеет очень небольшие размеры — порядка 0,1—0,3 мм2. Для изучения костно-суставной системы оптимальным считается увеличение в 5—7 раз (рис. II.6).

На рентгенограммах можно получить изображение любой части тела. Некоторые органы хорошо различимы на снимках благодаря естественной контрастности (кости, сердце, легкие). Другие органы достаточно четко отображаются только после их искусственного контрастирования (бронхи, сосуды, желчные протоки, полости сердца, желудок, кишечник). В любом случае рентгенологическая картина формируется из светлых и темных участков. Почернение рентгеновской пленки, как и фотопленки, происходит вследствие восстановления металлического серебра в ее экспонированном эмульсионном слое. Для этого пленку подвергают химической и физической обработке: проявляют, фиксируют, промывают, сушат. В современных рентгеновских кабинетах весь процесс обработки пленки автоматизирован благодаря наличию проявочных машин. Применение микропроцессорной техники, высокой температуры и быстродействующих химических реактивов позволяет уменьшить время получения рентгенограммы до 1 — 1,5 мин.

Следует помнить, что рентгеновский снимок является негативом по отношению к изображению, видимому на флюоресцентном экране при просвечивании, поэтому прозрачные для рентгеновских лучей участки тела на рентгенограммах получаются темными («затемнения»), а более плотные — светлыми («просветления»)!^[9]. Однако главная особенность рентгенограммы заключается в другом. Каждый луч при прохождении через тело человека пересекает ие одну точку, а огромное количество точек, расположенных как на поверхности, так и в глубине тканей. Следовательно, каждой точке на снимке соответствует множество действительных точек объекта, которые проецируются друг на друга, поэтому рентгеновское изображение является суммационным, плоскостным. На рис. II.7 показано, что это обстоятельство приводит к потере изображения многих элементов объекта, поскольку изображение одних деталей накладывается на тень других. Из этого вытекает основное правило рентгенологического исследования: рентгенограммы любой части тела (органа) должны быть произведены как минимум в двух взаимно перпендикулярных проекциях — прямой и боковой. В дополнение к ним могут понадобиться снимки в косых и аксиальных (осевых) проекциях.

Рентгенограммы изучают в соответствии с общей схемой анализа лучевых изображений^[10].

Рентгенографию применяют повсеместно. Она может быть выполнена во всех лечебных учреждениях, проста и необременительна для пациента. Снимки можно производить в стационарном рентгеновском кабинете, палате, операционной, реанимационном отделении. При правильном выборе технических условий на снимке отображаются мелкие анатомические детали. Рентгенограмма является документом, который можно хранить продолжительное время, использовать для сопоставления с повторными рентгенограммами и предъявлять для обсуждения неограниченному числу специалистов.

Показания к рентгенографии весьма широки, но в каждом конкретном случае должны быть обоснованы, так как рентгенологическое исследование сопряжено с лучевой нагрузкой. Относительными противопоказаниями служат крайне тяжелое состояние или сильное возбуждение больного, а также острые состояния, при которых требуется экстренная хирургическая помощь (например, кровотечение из крупного сосуда, открытый пневмоторакс).

В качестве приемника рентгеновского изображения ранее применяли селеновые пластины, которые перед экспонированием заряжали на специальных аппаратах. Затем изображение переносили на писчую бумагу. Метод получил название электрорентгенографии. Однако в дальнейшем этот метод себя не оправдал из-за большого числа артефактов, высокой лучевой нагрузки и искажения рентгеновских изображений.

Гимн рентгенограмме

Она тонка, стройна, ее скелет
Из хрупких кальция соединений
Лучей катодных всепроникновеньем
Воссоздан здесь. Рентгеновский портрет
Рисует гармоничность позвонков,
Стряхнувших эпидермиса покров.
И в дымке очертаний плоти слабой
Я вижу сердца трепетный овал;
Твою улыбку взор дорисовал,
И я шепчу: «Любимая, я раб твой.
О, жемчуг рта! О, полутеней гамма!
Любовь и страсть моя, рентгенограмма».

Лоренс Рассел

Прогресс компьютерной техники открыл возможность разработки дигитальных (цифровых) способов получения рентгеновского изображения (от англ. digit — цифра). Для этих способов характерно представление рентгеновского изображения в цифровом варианте. Такие изображения формируются с помощью различных устройств. Соответственно различают следующие системы цифровой рентгенографии: I) электронно-оптическая цифровая рентгенография; 2) сканирующая цифровая рентгенография; 3) цифровая люминесцентная рентгенография; 4) цифровая селеновая или силиконовая рентгенография (прямая цифровая рентгенография).

При электронно-оптической цифровой рентгенографии рентгеновское изображение, полученное в телевизионной камере, после усиления поступает на аналого-цифровой преобразователь (рис. II.8). Все электрические сигналы, несущие информацию об исследуемом объекте, превращаются в череду цифр. Иными словами, создается цифровой образ объекта. Цифровая информация поступает затем в компьютер, где обрабатывается по заранее составленным программам. Программу выбирает врач, исходя из задач исследования. С помощью компьютера можно улучшить качество изображения, повысить его контрастность, очистить от помех, выделить интересующие врача детали или контуры.

В системах, в которых использована техника сканирования объекта, через него пропускают движущийся узкий пучок рентгеновских лучей, т.е. последовательно «просвечивают» все его отделы. Прошедшее через объект излучение регистрируется детектором и преобразуется в электрический сигнал, который после оцифровки в аналого-цифровом преобразователе передается на компьютер для последующей обработки.

Быстро развивается цифровая люминесцентная рентгенография, при которой пространственный рентгеновский образ воспринимается «запоминающей» люминесцентной пластиной, способной сохранять скрытое в ней изображение в течение нескольких минут. Затем эта пластина сканируется специальным лазерным устройством, а возникающий при этом световой поток преобразуется в цифровой сигнал.

Особенно привлекает внимание прямая цифровая рентгенография, основанная на прямом преобразовании энергии рентгеновских фотонов в свободные электроны. Подобная трансформация происходит при действии рентгеновского пучка, прошедшего через объект, на пластины из аморфного селена или аморфного полукристаллического силикона. По ряду соображений такой метод рентгенографии пока используют только для исследования грудной клетки.

Независимо от вида цифровой рентгенографии окончательное изображение при ней сохраняется на различного рода магнитных носителях (дискеты, жесткие диски, магнитные ленты) либо в виде твердой копии (воспроизводится с помощью мультиформатной камеры на специальной фотопленке), либо с помощью лазерного принтера на писчей бумаге.

К достоинствам цифровой рентгенографии относятся высокое качество изображения, пониженная лучевая нагрузка и возможность сохранять изображения на магнитных носителях со всеми вытекающими из этого последствиями: удобство хранения, возможность создания упорядоченных архивов с оперативным доступом к данным и передачи изображения на расстояния — как внутри больницы, так и за ее пределы.

Знаменитого математика Давида Гильберта (1862— 1943) спросили об одном из его бывших учеников.

— Ах, этот-то? — вспомнил Гильберт.— Он стал поэтом. Для математики у него было слишком мало воображения.

(физики шутят.— М.: Мир, 1966)

Рентгеноскопия (рентгеновское просвечивание) — метод рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на светящемся (флюоресцентном) экране.

Экран представляет собой картон, покрытый особым химическим составом, который под влиянием рентгеновского излучения начинает светиться. Интенсивность свечения в каждой точке экрана пропорциональна количеству попавших на него рентгеновских квантов. Со стороны, обращенной к врачу, экран покрыт свинцовым стеклом, предохраняющим врача от прямого воздействия рентгеновского излучения.

Флюоресцентный экран светится слабо, поэтому рентгеноскопию выполняют в затемненном помещении. Врач должен в течение Ю—15 мин привыкать (адаптироваться) к темноте, чтобы различить малоинтенсивное изображение. И все же, несмотря на сколь угодно длительную адаптацию, изображение на светящемся экране различимо плохо, мелкие детали его не видны, лучевая нагрузка при таком исследовании довольно велика.

В качестве усовершенствованного метода рентгеноскопии применяют рентгенотелевизионное просвечивание. Его выполняют с помощью усилителя рентгеновского изображения (УРИ), в состав которого входят рентгеновский электронно-оптический преобразователь (РЭОП) и замкнутая телевизионная система.

РЭОП представляет собой вакуумную трубку, внутри которой с одной стороны расположен рентгеновский флюоресцирующий экран, а с противоположной — катодно-люминесцирующий экран, между ними — электрическое ускоряющее поле с разностью потенциалов около 25 кВ. Световой образ, возникающий при просвечивании на флюоресцентном экране, на фотокатоде превращается в поток электронов. Под воздействием ускоряющего поля и в результате фокусировки (повышения плотности потока) энергия электронов значительно — в несколько тысяч раз — возрастает. Попадая на катодно-люминесцентный экран, электронный поток создает на нем видимое, аналогичное исходному, но очень яркое изображение, которое через систему зеркал и линз передается на телевизионную трубку — видикон. Возникающие в ней электрические сигналы поступают в блок телевизионного канала, а затем — на экран дисплея. При необходимости изображение можно фиксировать с помощью видеомагнитофона.

Таким образом, в УРИ осуществляется такая цепочка преобразования образа исследуемого объекта: рентгеновский — световой — электронный (на этом этапе происходит усиление сигнала) — вновь световой — электронный (здесь возможно исправление некоторых характеристик образа) — вновь световой.

Рентгеновское изображение на дисплее, как и обычное телевизионное изображение, можно рассматривать при обычном видимом свете. Благодаря УРИ рентгенология совершила скачок из царства темноты в царство света. Как остроумно заметил один ученый, «темное прошлое рентгенологии позади».

Рентгенотелевизионное просвечивание не требует темновой адаптации врача. Лучевая нагрузка на персонал и пациента при его проведении значительно меньше, чем при обычной рентгеноскопии. По телевизионному каналу изображение может быть передано на другие мониторы (в комнату управления, в учебные комнаты). Телевизионная техника обеспечивает возможность записи всех этапов исследования, в том числе движений органов.

С помощью зеркал и линз рентгеновское изображение из рентгеновского электронно-оптического преобразователя может быть введено в кинокамеру. Такое исследование носит название рентгенокинематографии (рис. II.9). Это изображение может быть также направлено на фотокамеру, которая позволяет выполнить серию малоформатных (размером 10x10 см) рентгенограмм. Наконец, рентгенотелевизионный тракт дает возможность ввести дополнительный модуль, оцифровывающий изображение (аналого-цифровой преобразователь), и выполнить серийную цифровую рентгенографию, которая уже рассмотрена ранее, а также цифровую рентгеноскопию, при которой еще больше снижается лучевая нагрузка, улучшается качество изображения и, кроме того, имеется возможность ввести изображение в компьютер для последующей обработки.

Следует отметить один принципиально важный момент. В настоящее время рентгеновских аппаратов без УРИ уже не выпускают, и применение так называемой обычной рентгеноскопии, т.е. исследование больного с помощью только светящегося в темноте экрана, допустимо лишь в исключительных условиях.

Любому рентгеноскопическому исследованию, как с УРИ, так и без него, свойствен ряд недостатков, из-за которых сужается сфера его применения. Во-первых, при этом исследовании, несмотря на ряд рассмотренных ранее усовершенствований, лучевая нагрузка остается достаточно высокой, намного выше, чем при рентгенографии. Во-вторых, пространственное разрешение метода, т.е. возможность выявлять мелкие детали в рентгенологической картине, довольно низкое.

Вследствие этого ряд патологических состояний лимфангит некоторые пылевые поражения и др. В связи с изложенным использование рентгеноскопии как проверочного (профилактического) исследования запрещено официальным предписанием Правительства РФ.

В настоящее время круг решаемых в диагностике задач, стоящих перед рентгеноскопией, может быть сведен к следующему:

Флюорография — метод рентгенологического исследования, заключающийся в фотографировании изображения с флюоресцентного рентгеновского экрана (что применяется чаще), экрана электронно-оптического преобразователя или систем, предназначенных для последующей оцифровки изображений, на фотопленку небольшого формата — обычно 110x110 мм, 100*100 мм или, что менее желательно, 70x70 мм.

Важнейшим качеством флюорографии, проистекающим из низкой стоимости рентгенограмм малого формата, является возможность проводить с ее помощью массовые проверочные (профилактические) исследования. Это и определило место флюорографии в рентгенодиагностике, а если брать шире — то и во всей медицине.

При наиболее распространенном способе флюорографии уменьшенные рентгеновские снимки получают на специальном рентгеновском аппарате — флюорографе. В этом аппарате имеются флюоресцентный экран и механизм автоматического перемещения рулонной пленки. Фотографирование изображения осуществляется с помощью фотокамеры на рулонную ленту с получением кадров указанных выше размеров (рис. II.10).

При другом способе флюорографии, уже упомянутом в начале настоящего раздела, фотосъемку производят на пленку того же формата, но с экрана УРИ (такой метод регистрации изображения иногда называют УРИ-флюорографией). Методика особенно показана при исследовании пищевода, желудка и кишечника, так как обеспечивает быстрый переход от просвечивания к выполнению рентгеновских снимков, причем большими сериями.

Шагом вперед явилась разработка цифровой флюорографии. В цифровом флюорографе в отличие от экранно-пленочной техники (с УРИ или без него) энергия рентгеновских фотонов, прошедших через объект исследования (тело человека), воспринимается одной из систем для оцифровки изображения (как в цифровой рентгенографии). Затем с помощью лазерного принтера получают изображение на обычной писчей бумаге. Преимущества цифровой флюорографии очевидны: низкая стоимость получения фотокадра, пониженная — в 20 раз — лучевая нагрузка на пациента, в связи с чем такую флюорографию часто называют низкодозовой.

В нашей стране флюорография в качестве метода рентгенологического исследования органов грудной полости сложилась как составная часть комплексной программы раннего выявления туберкулеза легких. Естественно, что попутно обнаруживали и другие легочные заболевания, в первую очередь онкологические. Однако вследствие невысокой чувствительности и специфичности метода было много противников его использования. Так, за рубежом пошли по другому пути — пути развития альтернативных методов диагностики туберкулеза, в частности цитологического исследования мокроты. К недостаткам флюорографии как массового проверочного исследования следует отнести и определенную лучевую нагрузку на популяцию страны в целом (не путать с радиобиологическим воздействием на отдельного индивидуума: оно невелико и никакой опасности для здоровья обследуемого не представляет!), а также громоздкость и достаточно высокую стоимость флюорографических исследований в масштабах страны в целом.

И все же, несмотря на ряд присущих флюорографии недостатков, в настоящее время в нашей стране она является основным методом раннего распознавания туберкулеза (а также рака) легких. В соответствии с существующими положениями и регламентациями флюорографию проводят не поголовно, как было раньше, а дифференцированно, у ограниченной группы лиц из группы высокого риска развития легочных заболеваний и с учетом местных условий, в первую очередь эпидемиологической обстановки по туберкулезу, но обязательно у лиц, достигших 15-летнего возраста. У всех лиц, относимых к так называемой декретированной группе (работники лечебных учреждений, детских дошкольных учреждений и школ, общепита и др.), флюорографию проводят обязательно не реже одного раза в год.

Томография (от греч. tomos — слой) — метод послойного рентгенологического исследования.

На обычной рентгенограмме получается суммационное изображение всей толщи исследуемой части тела. Изображение одних анатомических структур частично или полностью накладывается на изображение других. Вследствие этого теряется очень много важных структурных элементов органов. Томография служит для получения изолированного изображения структур, расположенных в одной плоскости, т.е. как бы расчленения суммационного изображения на составляющие его изображения отдельных слоев объекта.

Эффект томографии достигается благодаря непрерывному движению во время съемки двух из трех компонентов рентгеновской системы излучатель—пациент—пленка. Чаще всего перемещаются излучатель и пленка, в то время как пациент остается неподвижным. При этом излучатель и пленка двигаются по дуге, прямой линии или более сложной траектории, но обязательно в противоположных направлениях (рис. II.11). При таком перемещении изображение большинства деталей на рентгенограмме оказывается нечетким, размазанным, а резким получается изображение только тех образований, которые находятся на уровне центра вращения системы излучатель—пленка.

Конструктивно томографы выполняют в виде дополнительных штативов (рис. II.12) либо специального приспособления к универсальному поворотному штативу. Если на томографе изменить уровень центра вращения системы излучатель—пленка, то изменится уровень выделяемого слоя. Толщина выбираемого слоя зависит от амплитуды движения упомянутой выше системы: чем она больше, тем тоньше будет томографический слой. Обычная величина этого угла от 20 до 50°. Если же выбирают очень малый угол перемещения, порядка 3—5°, то получают изображение толстого слоя, по существу целой зоны. Этот вариант томографии получил название зонографии^[11] (не путать с сонографией — методом ультразвукового исследования).

Показания к томографии достаточно широки, особенно в учреждениях, в которых нет компьютерного томографа. Наиболее широкое распространение томография получила в пульмонологии. На томограммах получают изображение трахеи и крупных бронхов, не прибегая к их искусственному контрастированию. Томография легких очень ценна для выявления полостей распада на участках инфильтрации или в опухолях (рис. II.13), а также для обнаружения гиперплазии внутригрудных лимфатических узлов. Она также дает возможность изучить структуру околоНосовых пазух, гортани, получить изображение отдельных деталей такого сложного объекта, каким является позвоночник.

Описанное выше послойное рентгенологическое исследование проводят без применения компьютеров. Этот метод называют линейной, или конвенциональной, томографией. Однако в лучевой диагностике существует ряд методик послойной визуализации органов с помощью компьютерных технологий. Об одном из них, компьютерной томографии, пойдет речь в следующем разделе.

Мы живем в эпоху, когда расстояние от самых безумных фантазий до совершенно реальной действитыьности сокращается с невероятной быстротой.

М. Горький

Компьютерная томография — это послойное рентгенологическое исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта (ΟΊ англ. scan — бегло просматривать) узким пучком рентгеновского излучения.

Компьютерная томография (К.Т) буквально «взорвала» не только лучевую, но и вообще медицинскую диагностику. Впервые за всю историю развития медицины у врача появилась уникальная возможность изучить у живого человека неинвазивным методом анатомические структуры внутренних органов диаметром всего несколько миллиметров.

Идея компьютерной томографии родилась в далекой Южно-Африканской Республике у физика А. Кормака. В Кейптаунской больнице Хроте Схюр его поразило несовершенство технологии исследования головного мозга. Он рассчитал взаимодействие узкого пучка рентгеновского излучения с веществом мозга и в 1963 г. опубликовал статью о возможности компьютерной реконструкции изображения мозга. Спустя 7 лет этим вопросом занялась группа инженеров английской фирмы электромузыкальных инструментов во главе с Г. Хаунсфилдом. Время сканирования первого объекта (мозг, консервированный в формалине) на созданной ими экспериментальной установке составило 9 ч. Как робки были первые шаги КТ и далеки первые результаты исследований от нынешних блестящих успехов! Однако мы не случайно рассказываем об истории создания нового метода. Для молодых исследователей она поучительна и дерзким замыслом первых исследователей, и не меньшей смелостью фирмы, предоставившей средства для создания прибора, весьма далекого от ее основной продукции. Уже в 1972 г. была произведена первая томограмма женщине с опухолевым поражением мозга. 19 апреля 1972 г. на конгрессе Британского радиологического института Г. Хаунсфилд и врач Дж.Амброус выступили с сенсационным сообщением «Рентгенология проникает в мозг». А в 1979 г. А. Кормаку и Г. Хаунсфилду была присуждена Нобелевская премия. В настоящее время в мире функционируют десятки тысяч компьютерных томографов, что соизмеримо с числом классических рентгеновских аппаратов.

Компьютерный томограф представляет собой чрезвычайно сложное устройство, при создании которого были использованы наиболее прогрессивные компьютерные, электронные и механические технологии (рис. II.14).

Схема получения компьютерных томограмм представлена на рис. II.15. Узкий пучок рентгеновского излучения сканирует человеческое тело по окружности. Проходя через ткани, излучение ослабляется соответственно плотности и атомному составу этих тканей. По другую сторону от пациента установлена круговая система датчиков рентгеновского излучения, каждый из которых (а их количество может достигать нескольких тысяч) преобразует энергию излучения в электрические сигналы. После усиления эти сигналы преобразуются в цифровой код, который поступает в память компьютера. Зафиксированные сигналы отражают степень ослабления пучка рентгеновских лучей (и, следовательно, степень поглощения излучения) в каком-либо одном направлении.

Вращаясь вокруг пациента, рентгеновский излучатель «просматривает» его тело в разных ракурсах, в общей сложности под углом 360°. К концу вращения излучателя в памяти компьютера оказываются зафиксированными все сигналы от всех датчиков. Продолжительность вращения излучателя в современных томографах очень небольшая, всего 1—3 с, что позволяет изучать движущиеся объекты.

При использовании стандартных программ компьютер реконструирует внутреннюю структуру объекта. В результате этого получается изображение тонкого слоя изучаемого органа, обычно порядка нескольких миллиметров, которое выводится на дисплей, и врач обрабатывает его применительно к поставленной перед ним задаче: может масштабировать изображение (увеличивать и уменьшать), выделять интересующие его области (зоны интереса), определять размеры органа, число или характер патологических образований (рис. II.16).

Попутно определяют плотность ткани на отдельных участках, которую измеряют в условных единицах — единицах Хаунсфилда (HU). За нулевую отметку принята плотность воды. Плотность кости составляет +1000 HU, плотность воздуха равна -1000 HU. Все остальные ткани человеческого тела занимают промежуточное положение (обычно от 0 до 200—300 HU). Естественно, такой диапазон плотностей отобразить ни на дисплее, ни на фотопленке нельзя, поэтому врач выбирает ограниченный диапазон на шкале Хаунсфилда — «окно», размеры которого обычно не превышают нескольких десятков единиц Хаунсфилда. Параметры окна (ширина и расположение на всей шкале Хаунсфилда) всегда обозначают на компьютерных томограммах. После такой обработки изображение помещают в долговременную память компьютера или сбрасывают на твердый носитель — фотопленку. Добавим, что при компьютерной томографии выявляются самые незначительные перепады плотности, около 0,4—0,5 %, тогда как обычная рентгенофамма может отобразить плотностной фадиент только в 15—20 %.

Обычно при компьютерной томофафии не офаничиваются получением одного слоя. Для уверенного распознавания поражения необходимо несколько срезов, как правило, 5—10, их выполняют на расстоянии 5—10 мм друг от друга. Для ориентации в расположении выделяемых слоев относительно тела человека на этом же аппарате производят обзорный цифровой снимок изучаемой области — рентгенотопогралшу, на которой и отображаются выделяемые при дальнейшем исследовании уровни томофамм.

В настоящее время сконструированы компьютерные томографы, в которых в качестве источника проникающего излучения вместо рентгеновского излучателя используют вакуумные электронные пушки, испускающие пучок быстрых электронов. Сфера применения таких электронно-лучевых компьютерных томографов пока ограничена в основном кардиологией.

В последние годы бурно развивается так называемая спиральная томография, при которой излучатель движется по спирали по отношению к телу пациента и захватывает, таким образом, за короткий промежуток времени, измеряемый несколькими секундами, определенный объем тела, который в последующем может быть представлен отдельными дискретными слоями. Спиральная томография инициировала создание новых, чрезвычайно перспективных способов визуализации — компьютерной ангиографии (рис. II.17), трехмерного (объемного) изображения органов (рис. II.18) и, наконец, так называемой виртуальной эндоскопии (рис. II.19; II.20), которая стала венцом современной медицинской визуализации.

Специальной подготовки больного к КТ органов головы, шеи, грудной полости и конечностей не требуется. При исследовании аорты, нижней полой вены, печени, селезенки, почек больному рекомендуется ограничиться легким завтраком. На исследование желчного пузыря пациент должен явиться натощак. Перед КТ поджелудочной железы и печени необходимо принять меры для уменьшения метеоризма. Для более четкого дифференцирования желудка и кишечника при КТ брюшной полости их контрастируют путем дробного приема внутрь пациентом до исследования около 500 мл 2,5 % раствора водорастворимого йодистого контрастного вещества. Следует также учесть, что если накануне проведения КТ больному выполняли рентгенологическое исследование желудка или кишечника, то скопившийся в них барий будет создавать артефакты на изображении. В связи с этим не следует назначать КТ до полного опорожнения пищеварительного канала от этого контрастного вещества.

Разработана дополнительная методика выполнения КТ — усиленная КТ (рис. II.21). Она заключается в проведении томографии после внутривенного введения больному водорастворимого контрастного вещества. Этот прием способствует увеличению поглощения рентгеновского излучения в связи с появлением контрастного раствора в сосудистой системе и паренхиме органа. При этом, с одной стороны, повышается контрастность изображения, а с другой - выделяются сильно васкуляризованные образования, например сосудистые опухоли, метастазы некоторых опухолей. Естественно, на фоне усиленного теневого изображения паренхимы органа в ней лучше выявляются малососудистые или вовсе бессосудистые зоны (кисты, опухоли).

Некоторые модели компьютерных томографов снабжены кардиосинхронизаторами. Они включают излучатель в точно заданные моменты времени — в систолу и диастолу. Полученные в результате такого исследования поперечные срезы сердца позволяют визуально оценить состояние сердца в систолу и диастолу, провести расчет объема камер сердца и фракции выброса, проанализировать показатели общей и регионарной сократительной функции миокарда.

Значение КГ не ограничивается ее использованием в диагностике заболеваний. Под контролем КТ производят пункции и прицельную биопсию различных органов и патологических очагов. КТ играет важную роль в контроле эффективности консервативного и хирургического лечения больных. Наконец, КТ является точным методом определения локализации опухолевых поражений, что используют для наводки источника радиоактивного излучения на очаг при проведении лучевой терапии злокачественных новообразований.

На обычных рентгенограммах не получается изображение артерий, вен и лимфатических сосудов, поскольку они поглощают рентгеновское излучение так же, как окружающие их ткани. Исключением являются артерии и вены легких, которые вырисовываются как ветвящиеся темные полоски на фоне светлых легочных полей. Кроме того, у больных атеросклерозом, преимущественно пожилого и старческого возраста, наблюдается отложение извести в стенках сосудов, и эти известковые бляшки хорошо видны на снимках.

Ангиографией называют рентгенологическое исследование кровеносных сосудов, производимое с применением контрастных веществ.

Для искусственного контрастирования в кровяное и лимфатическое русло вводят раствор органического соединения йода, предназначенного для этой цели. В зависимости от того, какую часть сосудистой системы контрастируют, различают артериографию, венографию (флебографию) и лимфографию.

Ангиографию выполняют только после общеклинического обследования и лишь в тех случаях, когда с помощью неинвазивных методов не удается диагностировать болезнь и предполагается, что на основании картины сосудов или изучения кровотока можно выявить поражение собственно сосудов или их изменения при заболеваниях других органов. Однако нужно помнить, что ангиография — инвазивное исследование, связанное с возможностью осложнений и с довольно значительной лучевой нагрузкой.

Основные задачи ангиографии ясны из изложенного ранее. Ее применяют для исследования гемодинамики и выявления собственно сосудистой патологии, диагностики повреждений и пороков развития органов, распознавания воспалительных, дистрофических и опухолевых поражений, вызывающих нарушение функции и морфологии сосудов. Ангиография является необходимым этапом при проведении эндоваскумрных операций (см. далее).

Противопоказаниями к ангиографии служат крайне тяжелое состояние больного, острые инфекционные, воспалительные и психические заболевания, выраженная сердечная, печеночная и почечная недостаточность, повышенная чувствительность к препаратам йода.

Возможность идиосинкразии к йоду выясняют во время опроса больного до исследования, а также путем проведения пробы на чувствительность к йодистому препарату, который собираются использовать. Для этого больному вводят внутривенно 1—2 мл контрастного вещества. Признаками аллергической реакции считают головную боль, тошноту, кожный зуд, крапивницу, конъюнктивит, ринит, нарушение сердечного ритма.

Перед исследованием врач должен разъяснить пациенту необходимость и характер процедуры и получить его согласие на ее проведение. Вечером накануне ангиографии назначают транквилизаторы. Утром отменяют завтрак. В области пункции выбривают волосы. За 30 мин до исследования выполняют премедикацию (антигистаминные препараты, транквилизаторы, анальгетики).

Артериографию производят путем пункции сосуда или его катетеризации. Пункцию применяют при исследовании сонных артерий, артерий и вен нижних конечностей, брюшной аорты и ее крупных ветвей. Однако основным способом ангиографии в настоящее время является, безусловно, катетеризация сосуда, которую выполняют по методике, разработанной шведским врачом Селъдингером.

Излюбленным местом для катетеризации служит область бедренной артерии. Больного укладывают на спину. Операционное поле обрабатывают и отграничивают стерильными простынями. Прощупывают пульсирующую бедренную артерию. После местной паравазальной анестезии 0,5 % раствором новокаина делают разрез кожи длиной 0,3—0,4 см. Из него тупым путем прокладывают узкий ход к артерии. В проделанный ход с небольшим наклоном вводят специальную иглу с широким просветом. Ею прокалывают стенку артерии, после чего колющий стилет удаляют. Подтягивая иглу, локализуют ее конец в просвете артерии. В этот момент из павильона иглы появляется сильная струя крови. Через иглу в артерию вводят металлический проводник, который затем продвигают во внутреннюю и общую подвздошную артерии и аорту до избранного уровня. Иглу удаляют, а по проводнику в необходимую точку артериальной системы вводят рентгеноконтрастный катетер. За его продвижением наблюдают на дисплее. После удаления проводника свободный (наружный) конец катетера присоединяют к адаптеру и катетер сразу же промывают изотоническим раствором натрия хлорида с гепарином.

Все манипуляции при ангиографии осуществляют под контролем рентгенотелевидения. Участники катетеризации работают в защитных фартуках, поверх которых надеты стерильные халаты. В процессе ангиографии ведут постоянное наблюдение за состоянием больного (рис. II.22).

Через катетер в исследуемую артерию автоматическим шприцем (инъектором) под давлением вводят контрастное вещество. В тот же момент начинается скоростная рентгеновская съемка. Ее программа — число и время выполнения снимков — установлена на пульте управления аппаратом. Снимки немедленно проявляют. Убедившись в успехе исследования, катетер удаляют. Место пункции прижимают на 8—10 мин для остановки кровотечения. На область пункции на сутки накладывают давящую повязку. Больному на тот же срок предписывается постельный режим. Спустя сутки повязку заменяют асептической наклейкой. За состоянием больного постоянно следит лечащий врач. Обязательны измерение температуры тела и осмотр места оперативного вмешательства.

Наиболее частое осложнение ангиографии — развитие гематомы в области катетеризации, где появляется припухлость. Ее лечат консервативно. Тяжелое, но, к счастью, редкое осложнение — тромбоэмболия периферической артерии, о возникновении которой свидетельствует ишемия конечности.

«Артериография» — общее название контрастного рентгенологического исследования любой артерии. На практике нередко используют частные термины: в зависимости от цели и места введения контрастного вещества различают аортографию, коронарографию, каротидную и вертебральную артериографию, целиакографию, мезентерикографию и т.д. Для выполнения всех этих видов ангиографии конец рентгеноконтрастного катетера вводят в исследуемый сосуд. После инъекции контрастного вещества оно заполняет основной ствол и крупные ветви, затем переходит в ветви среднего и малого калибра. Далее контрастное вещество накапливается в капиллярах, отчего интенсивность тени органов, снабжаемых исследуемым сосудом, возрастает. Наконец, контрастное вещество появляется в венозных путях оттока.

При введении контрастного вещества в артерию на ангиограммах в норме последовательно отражаются закономерные фазы кровотока: артериальная, капиллярная (паренхиматозная), венозная. Это позволяет судить о регионарной гемодинамике (рис. II.23).

Венография может быть выполнена прямым и непрямым способами. При прямой венографии контрастное вещество вводят в кровь путем венопункции или веносекции, в ряде случаев с применением катетеризации по методу Сельдингера (рис. II.24).

Непрямое контрастирование вен осуществляют одним из трех способов: 1) введением контрастного вещества в артерии, из которых оно через систему капилляров достигает вен (иными словами, используют венозную фазу артериографии для получения изображения вен); 2) инъекцией контрастного вещества в костномозговое пространство, из которого оно поступает в соответствующие вены; 3) введением контрастного вещества в паренхиму органа путем пункции, при этом на снимках отображаются вены, отводящие кровь от данного органа. Таким образом, например, получают изображение селезеночной и воротной вен, вводя контрастное вещество в паренхиму селезенки (спленопортография).

К венографии есть ряд специальных показаний: хронический тромбофлебит, тромбоэмболия, посттромбофлебитические изменения вен, подозрение на аномалию развития венозных стволов, различные нарушения венозного кровотока, в том числе из-за недостаточности клапанного аппарата вен, ранение вен, состояния после оперативных вмешательств на венах.

Методика венографии зависит от области исследования и будет описана в соответствующих главах III части учебника. Здесь необходимо подчеркнуть, что к числу противопоказаний к исследованию относится острый тромбофлебит. По окончании флебографии в вену вводят изотонический раствор натрия хлорида. Место пункции прижимают указательным пальцем. После остановки кровотечения накладывают асептическую повязку. Если появляется боль по ходу вены, повышается температура тела и наступает пастозность конечности, ноге придают возвышенное положение, делают повязку с бальзамическим линиментом по А.В. Вишневскому и внутривенно капельно вливают гепарин — 5000 ЕД в 250 мл изотонического раствора натрия хлорида. Производят тугое бинтование конечности.

Новой методикой рентгенологического исследования сосудов является дигитальная субтракционная ангиография (ДСА). В основе ее лежит принцип компьютерного вычитания (субтракции) двух изображений, записанных в памяти компьютера, — снимков до и после введения контрастного вещества в сосуд.

Благодаря компьютерной обработке итоговая рентгенологическая картина сердца и сосудов отличается высоким качеством, но главное — на ней можно вьшелить изображение сосудов из общего изображения исследуемой части тела, в частности убрать мешающие тени мягких тканей и скелета и количественно оценить гемодинамику (рис. II.25). Существенным преимуществом ДСА по сравнению с другими методиками является уменьшение необходимого количества рентгеноконтрастного вещества, поэтому можно получить изображение сосудов при большом разведении контрастного вещества. А это означает (внимание!), что можно ввести контрастное вещество внутривенно и на последующей серии снимков получить тень артерий, не прибегая к их катетеризации. В настоящее время почти повсеместно обычную ангиографию заменяют на ДСА.

Необходимо отметить, что в связи с развитием других, альтернативных методов визуализации сосудов, в частности компьютерной, магнитно-резонансной и ультразвуковой ангиографии и доппперовского картирования (см. соответствующие разделы), значительно уменьшилась частота выполнения ангиографии в клинической практике.

Для выполнения лимфографии контрастное вещество вливают непосредственно в просвет лимфатического сосуда. В клинике в настоящее время проводят главным образом лимфографию нижних конечностей, таза и забрюшинного пространства (рис. II.26). Контрастное вещество - жидкую масляную эмульсию йодистого соединения - вводят в сосуд со скоростью 0,25—0,5 мл/мин. Рентгенограммы лимфатических сосудов делают спустя 15—20 мин, а рентгенограммы лимфатических умов — через 24 ч.

Показания к лимфографии сравнительно узки. К ней прибегают при системных и опухолевых заболеваниях для уточнения локализации, степени и характера поражения лимфатических узлов. В частности, такая необходимость может возникнуть при планировании лучевой терапии у онкологических больных. Однако благодаря развитию компьютерной томографии, позволяющей получить четкое изображение лимфатических узлов, в настоящее время применение лимфографии в онкологической клинике ограничено.

На обзорной рентгенограмме в прямой проекции (рис. III.1) почти на всем протяжении вырисовываются верхние 5—6 пар ребер. У каждого из них можно выделить тело, передний и задний концы. Нижние ребра частично или полностью скрыты за тенью средостения и органов, расположенных в поддиафрагмальном пространстве. Изображение передних концов ребер обрывается на расстоянии 2—5 см от фудины, так как реберные хрящи не дают различимой тени на снимках. У лиц старше I7—20 лет в этих хрящах появляются отложения извести в виде узких полосок по краю ребра и островков в центре хряща. Их, разумеется, не следует принимать за уплотнения легочной ткани. На рентгенограммах легких имеется также изображение костей плечевого пояса (ключиц и лопаток), мягких тканей фудной стенки, молочных желез и органов, расположенных в фудной полости (легкие, органы средостения).

Оба легких на обзорной прямой рентгенофамме видны раздельно; они образуют так называемые легочные поля, которые пересекаются тенями ребер. Между легочными полями находится интенсивная тень средостения. Легкие здорового человека заполнены воздухом, поэтому на рентгенограмме представляются очень светлыми. Легочные поля имеют определенную структуру, которую называют легочным рисунком. Он образован тенями артерий и вен легких и в меньшей степени окружающей их соединительной тканью. В медиальных отделах легочных полей, между передними концами II и IV ребер, вырисовывается тень корней легких. Главным признаком нормального корня является неоднородность его изображения: в нем можно различить тени отдельных крупных артерий и бронхов. Корень левого легкого расположен немного выше корня правого, его нижняя (хвостовая) часть скрывается за тенью сердца.

Легочные поля и их структура видны только потому, что в альвеолах и бронхах содержится воздух. У плода и мертворожденного ребенка ни легочт ные поля, ни их рисунок на снимке не отражаются. Только при первом вдохе после рождения воздух проникает в легкие, после чего появляется изображение легочных полей и рисунка в них.

Легочные поля делят на верхушки — участки, расположенные выше ключиц, верхние отделы — от верхушки до уровня переднего конца II ребра, средние — между II и IV ребрами, нижние — от IV ребра до диафрагмы. Снизу легочные поля ограничены тенью диафрагмы. Каждая половина ее при исследовании в прямой проекции образует плоскую дугу, идущую от бокового отдела грудной стенки до средостения. Наружный отдел этой дуги составляет с изображением ребер острый реберно-диафрагмальный угол, соответствующий наружному отделу реберно-диафрагмального синуса плевры Наиболее высокая точка правой половины диафрагмы проецируется на уровне передних концов V—VI ребер (слева — на 1—2 см ниже).

На боковом снимке изображения обеих половин грудной клетки и обоих легких накладываются друг на друга, но структура ближайшего к пленке легкого выражена резче, чем противоположного. Четко выделяются изображение верхушки легкого, тень грудины, контуры обеих лопаток и тени Thin—Thix с их дугами и отростками (рис. III.2). От позвоночника к грудине в косом направлении вниз и вперед идут ребра.

В легочном поле на боковом снимке выделяются два светлых участка: позадигрудинное (ретростернальное) пространство — область между грудиной и тенью сердца и восходящей аорты, а также позадисердечное (ретрокардиальное) пространство — между сердцем и позвоночником На фоне легочного поля можно различить рисунок, образованный артериями и венами, которые направляются в соответствующие доли легких. Обе половины диафрагмы на боковом снимке имеют вид дугообразных линий, идущих от передней грудной стенки до задней. Высшая точка каждой дуги находится примерно на границе ее передней и средней третей. Вентральнее этой точки расположен короткий передний скат диафрагмы, а дорсальнее — длинный задний скат. Оба ската со стенками грудной полости составляют острые углы, соответствующие реберно-диафрагмальному синусу.

Междолевыми щелями легкие делятся на доли: левое на две — верхнюю и нижнюю, правое на три — верхнюю, среднюю и нижнюю. Верхняя доля отделяется от другой части легкого косой междолевой щелью. Знание проекции междолевых щелей очень важно для рентгенолога, так как позволяет устанавливать топографию внутрилегочных очагов, но непосредственно на снимках границы долей не видны. Косые щели направляются от уровня остистого отростка Thin к месту соединения костной и хрящевой частей IV ребра. Проекция горизонтальной щели идет от точки пересечения правой косой щели и средней подмышечной линии к месту прикрепления к грудине IV ребра (рис. III.3).

Более мелкой структурной единицей легкого является бронхолегочный сегмент. Это участок легкого, вентилируемый отдельным (сегментарным) бронхом и получающий питание от отдельной ветви легочной артерии. Согласно принятой номенклатуре, в легком выделяют 10 сегментов (в левом легком медиальный базальный сегмент часто отсутствует). Проекция сегментов на обзорные снимки показана на рис. III.3.

Элементарной морфологической единицей легкого является ацинус — совокупность разветвлений одной концевой бронхиолы с альвеолярными ходами и альвеолами. Несколько ацинусов составляют легочную дольку. Границы нормальных долек на снимках не дифференцируются, но их изображение появляется на рентгенограммах и особенно на компьютерных томограммах при венозном полнокровии легких и уплотнении интерстициальной ткани легкого.

На обзорных рентгенограммах получается суммационное изображение всей толши тканей и органов грудной клетки — тень одних деталей частично или полностью наслаивается на тень других. Для более углубленного изучения структуры легких применяют рентгеновскую томографию.

Как уже указывалось, различают два типа рентгеновской томографии: линейную и компьютерную (КТ). Линейная томография может быть выполнена во многих рентгеновских кабинетах. Благодаря доступности идешевизне она пока еще широко распространена.

На линейных томограммах получается резкое изображение тех образо-ваний, которые находятся в исследуемом слое. Тени структур, лежащих на иной глубине, на снимке нерезкие («размазанные») (рис. III.4). Основные показания к линейной томографии следующие: изучение состояния крупных бронхов, выявление участков распада или отложений извести в легочных инфильтратах и опухолевых образованиях, анализ структуры корня легкого, в частности определение состояния лимфатических узлов корня и средостения.

Более ценные сведения о морфологии органов грудной полости позволяет получить компьютерная томография. В зависимости от цели исследования врач выбирает «ширину окна» при анализе изображения. Тем самым он делает упор на изучение структуры либо легких, либо органов средостения (рис. III.5).

В нормальных условиях плотность легочной ткани, по данным денситометрии, колеблется от -650 до -850 Н. Такая низкая плотность объясняется тем, что 92 % легочной паренхимы составляет воздух и лишь 8 % — мягкие ткани и кровь в капиллярах. На компьютерных томограммах определяются тени легочных артерии и вен, четко дифференцируются главные сегментарные бронхи, а также межсегментарные и междолевые перегородки.

Фоном для медиастинальных органов является жировая клетчатка средостения. Ее плотность колеблется от-70 до-120 HU. В ней могут быть заметны лимфатические узлы. В норме они круглой, овальной или треугольной формы. Если величина ума превышает 1 см, то его считают патологически измененным. С помощью срезов на разной глубине получают отображение пре- и паратрахеальных лимфатических узлов, узлов в аортопульмональном

«окне», в корнях легких и под бифуркацией трахеи. КТ играет важную роль в оценке состояния органов средостения: она позволяет изучить тонкие детали морфологии легочной ткани (оценка состояния долек и перидольковой ткани, выявление бронхоэктазий, участков бронхиолярной эмфиземы, мелких очагов воспаления и опухолевых узелков). КТ часто необходима для установления отношения обнаруженного в легком образования к пристеночной плевре, перикарду, ребрам, крупным кровеносным сосудам.

Магнитно-резонансную томографию пока реже используют при исследовании легких из-за низкого сигнала, который дает легочная ткань. Достоинство МРТ — возможность выделения слоев в разных плоскостях (аксиальной, сагиттальной, фронтальной и др.).

Ультразвуковое исследование приобрело большое значение при исследовании сердца и крупных сосудов грудной полости, но оно позволяет получить немаловажные сведения также о состоянии плевры и поверхностного слоя легкого. С ее помощью небольшое количество экссудата плевральной полости выявляют раньше, чем при рентгенографии.

В связи с развитием КТ и бронхоскопии значительно сузились показания к специальному рентгенологическому исследованию бронхов — бронхографии. Бронхография заключается в искусственном контрастировании бронхиального дерева рентгеноконтрастными веществами (рис. III.6). В клинической практике показанием к ее выполнению является подозрение на наличие аномалии развития бронхов, а также внутреннего бронхиального или бронхоплеврального свища. В качестве контрастного вещества применяют пропилйодон в виде масляной взвеси или водорастворимый йодистый препарат. Исследование проводят преимущественно под местной анестезией дыхательных путей с помощью 1 % раствора дикаина или лидокаина, но в отдельных случаях, главным образом при выполнении бронхографии у маленьких детей, прибегают к внутривенному или ингаляционному наркозу. Контрастное вещество вводят через рентгеноконтрастные катетеры, которые хорошо видны при рентгеноскопии. Некоторые типы катетеров имеют систему управления концевой частью, что позволяет вводить катетер в любые участки бронхиального дерева.

При анализе бронхограмм идентифицируют каждый контрастированный бронх, определяют положение, форму, калибр и очертания всех бронхов (см. рис. III.6). Нормальный бронх имеет конусовидную форму, отходит от более крупного ствола под острым углом и под такими же углами отдает ряд последующих ветвей. В начальной части бронхов II и III порядков нередко отмечаются неглубокие циркулярные перетяжки, соответствующие местам расположения физиологических сфинктеров. Контуры тени бронха ровные или слегка волнистые.

Кровоснабжение легких осуществляется легочными и бронхиальными артериями. Первые составляют малый круг кровообращения; они выполняют функцию газообмена между воздухом и кровью. Система бронхиальных артерий относится к большому кругу кровообращения и обеспечивает питание легких. Бронхиальные артерии на рентгенограммах и томограммах не дают изображения, но ветви легочной артерии и легочные вены вырисовываются довольно хорошо. В корне легкого выделяется тень ветви легочной артерии (соответственно правой или левой), а от нее радиально отходят в легочные поля их долевые и далее сегментарные разветвления. Легочные вены не исходят из корня, а пересекают его изображение, направляясь к левому предсердию.

Лучевые методы позволяют исследовать морфологию и функцию кровеносных сосудов легких. С помощью спиральной рентгеновской томографии и магнитно-резонансной томографии можно получить изображение начальной и проксимальных частей легочного ствола, его правой и левой ветвей и установить их взаимоотношения с восходящей аортой, верхней полой веной и главными бронхами, проследить ветвление легочной артерии в легочной ткани вплоть до самых мелких подразделений, а также обнаружить дефекты наполнения сосудов при тромбоэмболии ветвей легочной артерии.

По специальным показаниям проводят рентгенологические исследования, связанные с введением контрастного вещества в сосудистое русло,— ангиопульмонографию, бронхиальную артериографию, венокавографию.

Под ангиопульмонографией понимают исследование системы легочной артерии (рис. III.7). После катетеризации вены локтевого сгиба или бедренной вены конец катетера проводят через правое предсердие и правый желудочек в легочный ствол. Дальнейший ход процедуры зависит от конкретных задач: если необходимо контрастировать крупные ветви легочной артерии, то контрастное вещество вливают непосредственно в легочный ствол или его главные ветви, если же изучению подлежат мелкие сосуды, то катетер продвигают в дистальном направлении до желаемого уровня.

Бронхиальная артериография — это контрастирование бронхиальных артерий. Для этого тонкий рентгеноконтрастный катетер через бедренную артерию вводят в аорту, а из нее — в одну из бронхиальных артерий (их, как известно, несколько с каждой стороны).

Показания к ангиопульмонографии и бронхиальной артериографии в клинической практике не очень широки. Ангиопульмонографию производят при подозрении на аномалию развития артерии (аневризма, стеноз, артериовенозный свищ) или тромбоэмболию легочной артерии. Бронхиальная артериография оказывается необходимой при легочном кровотечении (кровохарканье), природу которого не удалось установить посредством других исследований, в том числе при фибробронхоскопии.

Термином «кавография» обозначают искусственное контрастирование верхней полой вены. Изучение подключичной, безымянной и верхней полой вен облегчает выбор венозного подхода к рациональному размеще-нию катетеров, установке фильтра в полой вене, определению уровня и причины обструкции венозного кровотока.

Как заниматься научной работой

…​Предлагаем очень полезный метод, позволяющий публиковаться чаще. Нужно предугадать результаты эксперимента и опубликовать их заранее. Это здорово сокращает время. Таким способом можно даже избавить себя от труда заканчивать эксперимент; по-скольку статья опубликована, можно заняться чем-нибудь другим. Эта уловка в сочетании с хорошо развитым воображением позволяет опубликовать большое число экспериментальных статей, не проводя вообще никаких экспериментов, и тем самым сэкономить кучу государственных средств.

А.Б. Мишакм и др. /Физики продолжают шутить.- М.: Мир, 1978)

Функциональная система дыхания состоит из множества звеньев, среди которых особое значение имеют системы легочного (внешнего) дыхания и кровообращения. Усилиями дыхательной мускулатуры вызываются изменения объема грудной клетки и легких, обеспечивающие их вентиляцию. Вдыхаемый воздух благодаря этому распространяется по бронхиальному дереву, достигая альвеол. Естественно, нарушения бронхиальной проходимости ведут к расстройству механизма внешнего дыхания. В альвеолах происходит диффузия газов через альвеолярно-капиллярную мембрану. Процесс диффузии нарушается как при поражении стенок альвеол, так и при нарушении капиллярного кровотока в легких.

По обычным рентгенограммам, произведенным в фазы вдоха и выдоха, и при рентгеноскопии можно составить ориентировочное представление о механике дыхательного акта и вентиляции легких. При вдохе передние концы и тела ребер поднимаются, межреберные промежутки расширяются, диафрагма опускается (особенно за счет ее мошного заднего ската). Легочные поля увеличиваются, а прозрачность их возрастает. При необходимости все эти показатели могут быть измерены. Более точные данные получают при КТ. Она позволяет определить размеры грудной полости на любом уровне, вентиляционную функцию легких в целом и в любых их отделах. По компьютерным томограммам можно измерить поглощение рентгеновского излучения на всех уровнях (произвести денситометрию) и тем самым получить суммарные сведения о вентиляции и кровенаполнении легких.

Нарушения проходимости бронхов вследствие изменения их тонуса, накопления мокроты, отека слизистой оболочки, органических сужений наглядно отражаются на рентгенограммах и компьютерных томограммах. Различают три степени нарушения бронхиальной проходимости — частичное, клапанное, полное и соответственно три состояния легкого — гиповентиляцию, обтурационную эмфизему, ателектаз (рис. III.8). Небольшое стойкое сужение бронха сопровождается снижением содержания воздуха в вентилируемой этим бронхом части легкого — гиповентиляцией . На рентгенограммах и томограммах данная часть легкого слегка уменьшается, становится менее прозрачной, рисунок в ней усиливается вследствие сближения сосудов и полнокровия. Средостение на вдохе может немного смещаться в сторону гиповентиляции.

При обтурационно й эмфизем е воздух во время вдоха, когда бронх расширяется, проникает в альвеолы, но при выдохе не сразу может выйти из них. Пораженная часть легкого увеличивается и становится светлее окружающих отделов легкого, особенно в период выдоха. Наконец, при полном закрытии просвета бронха возникает полная безвоздушность — ателектаз. Воздух уже не может проникнуть в альвеолы. Оставшийся в них воздух подвергается рассасыванию и частично заменяется отечной жидкостью. Безвоздушный участок уменьшается и обусловливает интенсивную однородную тень на рентгенограммах и компьютерных томограммах.

При закупорке главного бронха возникает ателектаз всего легкого. Закупорка долевого бронха ведет к ателектазу доли. Непроходимость сегментарного бронха завершается ателектазом сегмента. Субсегментарные ателектазы обычно имеют форму узких полосок в разных отделах легочных полей, адольковые —округлых уплотнений диаметром 1—1,5 см.

Однако основным лучевым способом исследования физиологии и выявления функциональной патологии легких стал радионуклидный метод — сцинтиграфия. Она позволяет оценить состояние вентиляции, перфузии и легочного капиллярного кровотока, причем получить как качественные, так и количественные показатели, характеризующие поступление газов в легкие и их выведение, а также обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью в легочных капиллярах.

С целью исследования кашилярного легочного кровотока производят перфузионную сцинтиграфию, венгтшции и бронхиальной проходимости — ингаляционную сцинтиграфию. При обоих исследованиях получают радионуклидное изображение легких (рис. III.9, III.10). Для выполнения перфузионнои сцинтиграфии пациенту внутривенно вводят меченные "ыТс частицы О1\ь6умина (микросферы или макроагрегаты). Попадая в кровоток, они уносятся в правое предсердие, правый желудочек и затем в систему легочной артерии. Размер частиц 20—40 мкм, что препятствует прохождению их через капиллярное русло. Практически 100 % микросфер застревает в капиллярах и испускает гамма-кванты, которые регистрируют с помощью гамма-камеры. Исследование не оказывает влияния на самочувствие пациента, поскольку из кровотока выключается лишь незначительная часть капилляров. У человека в легких имеется приблизительно 280 млрд капилляров, тогда как для исследования вводят всего 100—500 тыс. частиц. Через несколько часов после инъекции белковые частицы разрушаются энзимами крови и макрофагами.

С целью оценки перфузионных сцинтиграмм проводят качественный и количественный анализ. При качественном анализе определяют форму и размеры легких в 4 проекциях: передней и задней прямых, правой и левой боковых. Распределение РФП но легочным полям должно быть равномерным. При количественном анализе оба легочных поля на экране дисплея делят на три равные части: верхнюю, среднюю и нижнюю. Суммарное накопление РФП в обоих легких принимают за 100 %. На компьютере рассчитывают относительную радиоактивность, т.е. накопление РФП в каждом отделе легочного поля, отдельно левого и правого. В норме соответственно правому легочному полю регистрируется более высокое накопление — на 5—10 %, причем концентрация РФП по полю увеличивается сверху вниз. Нарушения капиллярного кровотока сопровождаются изменением указанных выше соотношений в накоплении РФП по полям и отделам легких.

Ингаляционную сцинтиграфию проводят с использованием инертных газов — ¹¹¹Хе или ""Кг. В закрытую систему спирографа вводят воздушноксеноновую смесь. Используя загубник и носовой зажим, создают замкнутую систему спирограф — пациент. После достижения динамического равновесия на гамма-камере записывают сцинтиграфическое изображение легких и затем проводят его качественную и количественную обработку так же, как перфузионного. Участки нарушения вентиляции легких соответствуют местам сниженного накопления РФП. Это наблюдается при обструктивных поражениях легких: бронхите, бронхиальной астме, локальном пневмосклерозе, раке бронха и др.

Для ингаляционной сцинтиграфии применяют также аэрозоли ^99тТс. При этом 1 мл РФП активностью 74—185 МБк вводят в распылитель ингалятора. Динамическую регистрацию производят со скоростью 1 кадр в 1 с в течение 15 мин. Строят кривую активность — время. На первом этапе исследования определяют состояние бронхиальной проходимости и вентиляции, при этом можно установить уровень и степень обструкции. На втором этапе, когда РФП диффундирует в кровяное русло через альвеолярно-капиллярную мембрану, оценивают интенсивность капиллярного кровотока и состояние мембраны. Измерение региональной легочной перфузии и вентиляции можно выполнить и путем внутривенного введения радиоактивного ксенона, растворенного в изотоническом растворе натрия хлорида, с последующей регистрацией очищения легких от ксенона на гамма-камере.

Молодой аспирант профессору:

— Наши шкафы на кафедре переполнены. Нужно уничтожить всю корреспонденцию, которой более 5 лет.

— Займитесь этим,— отвечает профессор,— но сначала снимите копии с документов, подлежащих уничтожению.

Лучевая диагностика повреждений и заболеваний легких очень трудна. Не случайно даже сформулирован афоризм: «Ох, нелегкие эти легкие!». Сотни болезней в разных фазах своего развития создают многообразные рентгенологические и радионуклидные картины, и их бесконечные вариации кажутся порой неповторимыми. Тем не менее опытный врач, опираясь на результаты изучения анамнеза и клинической картины, знание нормальной и патологической анатомии, с завидной легкостью разбирается в типовых ситуациях и приходит к правильному заключению. Это происходит потому, что он научился определять морфологический субстрат рентгенологических симптомов. Конечно, рентгенологических признаков легочной патологии множество, но среди них выделяются три главных: затемнение легочного поля или его части, просветление легочного поля или его части, изменения легочного и корневого рисунка.

Легочные поражения весьма многообразны. Описание их лучевой картины — задача специальных руководств и монографий. В вузовском учебнике целесообразно остановиться на семиотике наиболее важных заболеваний, с которыми студенты часто встречаются при курации больных в терапевтической и хирургической клинике.