|
Читайте также: |
1.За наданим вище матеріалом заповніть таблицю:
| №з/п | Назва випромінювання | Дія на тканини організму | Захист від випромінювання |
| 1. | Альфа - промені | ||
| 2. | Рентгенівські та γ- пргамма - промені | ||
| 3. | Нейтрони | ||
| 4. | Електрони Позитрони |
2.Виміряти дозиметром дозу радіоактивного випромінювання в кабінеті фізики.
Контрольні запитання.
1.Поясніть принципи захисту від ураження йонізуючим випромінюванням.
2.Охарактеризуйте властивості та основні механізми взаємодії різних видів випромінювання з біологічними об,єктами.
3.Як можна захиститись від різних видів випромінювання?
4.Розкажіть про застосування рентгенівського та радіоактивного випромінювання в медицині.
Самостійна робота №18.
Тема: «Радіологія та її застосування в медицині».
Питання.
1.Випишіть означення радіології.
2.Випишіть 5 розділів радіології медичної.
3.Випишіть класифікацію радіологічних методів.
4.Ознайомтесь з матеріалом, наданим нижче, випишіть нові для вас методи томографії.
Теоретичні відомості.
Радіологія — наука про вплив іонізуючого опромінювання на організм людини, застосування його для діагностики і лікування різних захворювань. Радіологія медична включає п'ять розділів: радіобіологію, радіоізотопну діагностику, променеву терапію, клініку і терапію променевих уражень, гігієну радіаційну. Теоретичною основою Р. м. є радіобіологія. У розвитку Р. м. можна простежити два періоди: перший, що тривав бл. сорока років і який характеризується становленням, технічним і методичним освоєнням та удосконаленням рентгенодіагностики, рентгено-кюрітерапії, нагромадженням і систематизацією фактичного матеріалу і розробкою теоретичних знань. Другий період Р. м. стосується досліджень біологічної дії випромінювань на основі точної дозової оцінки променевого впливу, а також діагностичного і терапевтичного використання радіації з врахуванням ступеня впливу і особливостей просторового розподілу опромінювання в органах і тканинах людини. Після відкриття штучної радіоактивності і одержання штучних радіоактивних речовин розширилися межі Р. м. З застосуванням радіоактивного фосфору (32Р) для лікування лейкозів і поліцитемії (1937), а далі — радіоактивного кобальту (60Со), натрію (24Na), йоду (131І), стронцію 85Sr), золота (l98Аu) та ін. виникла радіоізотопна діагностика й з'явилися нові методи кюрітерапії. Ще більшого значення Р. м. набула з розвитком атомної енергетики та використанням радіоактивних ізотопів і випромінювань в різних галузях народного господарства. Використання нових видів випромінювання (нейтронного, протонового і електронного випромінювання великих енергій та ін.) висунуло нові проблеми Р. м. і перш за все проблему відносної біологічної ефективності цих випромінювань. Завдання Р. м. ще більш розширилися у зв'язку з розвитком і формуванням нового розділу медичної науки — космічної медицини. Розвиток Р. м. здійснюється на основі досягнень в галузі фізики, хімії, гістології, фізіології, патофізіології, біохімії, мікробіології, клініки (терапії, хірургії та ін.), гігієни. Методи, що їх розробляє Р. м., широко використовуються в різних розділах мед. науки. Так, радіоізотопний аналіз відкрив нові можливості пізнання закономірностей обміну речовин, що знайшло застосування в біохімії, фармакології, клініці.
Спочатку радіологія була аспектом медичної науки, в якому розглядаються можливості використання електромагнітної енергії, що виділяється рентгенівськими апаратами або іншими подібними пристосуваннями з метою отримання візуальної інформації для медичного дослідження. Радіологія, яка включає в себе використання рентгенівських променів, називається рентгенології. Сьогодні рентгенівська візуалізація більше не обмежується використанням рентгенівських променів, а включає в себе дослідження за допомогою високочастотних хвиль, магнітних полів і інших випромінювань.
1. Класифікація радіологічних методів.
Радіологія
Рентгенівська КТ. За 30 років розвитку KT було створено п'ять поколінь апаратури. В даний час на медичних ринках світу присутня остання, п'ята модель спіральних мульти-детекторних систем. Граничні параметри зображень, що досягаються в найкращих системах: час ротації 03-05 сек.,просторове дозвіл 15-2 п.л. /мм, контрастначутливість02-05%, 3D-реконструкція, віртуальна ендоскопія, субтракційна ангіографія.
Використання мульти-детекторних систем реєстрації, що сягають 64 і більше лінійок, забезпечує за один оборот отримання 3D-зображення з об'ємним зображенням деталей до 04 м.
Новими параметрами, властивими спіральним КТ-системам, є так званий пітч - кількість зрізів на один оборот випромінювача.
У сучасному комп'ютерному томографі можливо реконструювати 3D-зображення з відтворюваними на екрані тіньовими ефектами, визначати форми об'єктів з заданою інтенсивністю і проводити чотиривимірну ангіографію.
Для спірального сканування пацієнта використовується спеціальне програмне забезпечення, що включає в себе всі види спірального сканування, регульований крок спіралі (пітч), нахил спіралі, різні алгоритми обробки.
Для дослідження об'ємних зображень використовується програма чотиривимірної ангіографії, що забезпечує одночасний перегляд тривимірних зображень з виділенням четвертого виміру (товщини стінок судин, пустотілих органів, кісток). Існують програми, що забезпечують вивчення чотиривимірного зображення, створюючи можливість віртуального ендоскопічногообстеження органів і зберігаючи інформацію про кожен шар цих органів.
Додаткові можливості КТ забезпечуються робочою станцією, що дозволяє проводити суміщення зображень, отриманих на комп'ютерному томографі, магнітно-резонансному томографі та гамма-камері. Зображення може бути передане на будь-яку іншу робочу станцію (АРМ), що використовує стандарт Dicom 30.
Можливо програмне керування процесом введення контрастної речовини при контрастних дослідженнях. Це забезпечує включення сканування в момент досягнення пікової фази введення контрастної речовини, скорочує час обстеження пацієнтів і витрату контрастної речовини. Дисплей тривимірної візуалізації тіньових поверхонь відображає швидку реконструкцію тривимірногозображення, включаючи обертання об'ємного зображення навколо будь-якої заданої осі. Програма оцінки та раннього виявлення захворювань коронарних артерій за рахунок швидкого сканування і застосування техніки дозволяє уникнути артефактів биття серця.
Магнітно-резонансна КТ. Відомі три типи МРТ: з резистивними (до 025Тл), постійними відкритого типу (до 15 Тл) і надпровідними з гелієвим охолодженням (до 40 Тл) магнітами. Найбільш активно розвиваються в даний час системи з постійними відкритими магнітами.
Граничні параметри зображення: просторове розрізняння 05-1 мм-контрастна чутливість по спінової щільності 10-20%. Час отримання реконструкції - десятки секунд.
Активно розвиваються методи контрастування за допомогою гадолінієвих контрастних препаратів, МР-ангіографія, менш ніж в РКТ, вживана 3D-реконструкція. Забезпечуються можливості підвищення якості зображення за рахунок спеціалізованих прийомних котушок,створення спеціалізованих МРТ-систем,наприклад, для дослідження кінцівок.
Емісійна радіоізотопна томографія (ЕРМ) розвивається порівняно з РКТі МРТ повільнішими темпами. Нових проривів тут не спостерігається. Має місце перехід до цифрових методів представлення зображень, заміна ФЕП за принципом Анжера на твердотільні ПЗС-структури з люмінесцентними кристалами.
Граничні параметри: розрізряння 02 п.л. /Мм, товщина шару - одиниці см, час одного оберту - десятки секунд. Головна перевага ЕРМ полягає в можливості дослідження динаміки органу: евакуаторної, накопичувальної функції.
Ультразвукова (УЗ) томографія. За принципами отримання зображенняУЗ-діагностика може бути віднесена до традиційних реконструкційних методів томографії. Зображення шару досягається простою реєстрацією тимчасових інтервалів отримання відбитих від об'єкта сигналів. Сучасні медичніУЗ-сканери оснащуються складними системами обробки зображень, що все більше зближує їх з системами КТ. В останніх моделях використовується колірне картування доплерівських зображень та отримання 3D і 4DангіографічнихУЗ-зображень (четвертий вимір - час).
Позитронно-електронна томографія (ПЕТ) відрізняється від однофотонної емісійної томографії радіоізотопної тим, що для її реалізації необхідні хімфармпрепарати,які містять радіоактивні ізотопи, що випромінюють позитронии або гамма-кванти з енергією гамма-випромінювання більше 1024 кеВ. Взаємодіючи з тканинами організму, кожен первинний квант створює дві частинки: електрон і позитрон, що в подальшому призводить до одночасного утворення двох гамма-квантів, що вилітають в протилежні сторони. Виникає можливістьобчислювати точну координату їх виникнення, тобто будувати зображення математичними методами відновлення.
Отримання радіоактивних препаратів для ПЕТ досить складне завдання. До теперішнього часу в клініках світу функціонують сотні установок для позитронно-електронної томографії. Зображення в позитронної томографії поєднується з КТ-та МРТ-зображеннями, створюючи ряд принципово нових діагностичних можливостей.
З'явилися перші експериментальні зразки ультразвукових комп'ютерних томографів (УКТ). В цих приладах один або кілька ультразвукових датчиків, так само як і джерело рентгенівського випромінювання при РКТ, обертаються навколо досліджуваного об'єкта, посилаючи пакети ультразвукових імпульсів і реєструючи сигнал, що пройшов через об'єкт.
Зображення в УКТ досі не забезпечує досить високої якості, тому що являє собою двомірний розподіл звукового опору тканин поперечного зрізу досліджуваного об'єкта. Завдання фахівців - створення своєї особливої«Енциклопедії», нової мови зображень, але вже ультразвукових.
Відомі публікації про лабораторні експерименти з СВЧ-обчислювальними томографами. Поки це складні пристрої, що працюють з генераторами на 1-5ГГц. Для реєстрації радіохвиль, відбитих об'єктом на всі боки, в лабораторному макеті, створеному американськими дослідниками, використовується 22000дипольних антен. Передбачається, що діагностична цінність принципово нової інформації про людський організм, добута з допомогою цього методу, з лихвою перекриє вартість його розробки.
Якщо проаналізувати принципи реєстрації різного роду сигналів, що подаються людським організмом, можна уявити собі подальші шляхи розвитку методів комп'ютерної томографії. Наприклад, при електрокардіографії, отримавши сигнали з великої кількості електродів, розміщених по периметру людського тіла навколо серця, можливо відновити його «електричне перетин» методамиькомп'ютерної томографії, т.зв. «Картування» серця.
В останні роки з'явилися повідомлення про розвиток методу діагностики, так званої реографії, в основі якої - вимірювання електричного опору ділянок людського тіла за допомогою електродів, накладених на шкіру. Метод дозволяє оцінювати кровоток, постачання кров'ю кінцівок, будувати зрізи різних ділянок тіла методами математичної реконструкції. Труднощі приблизно ті ж, що і в електрокардіотомографіі - необхідність забезпечити спрямованість електродів на певний зріз тіла та врахування «розтікання» електричного струму, що проходить між електродами. У разі реографії фізична модель, проте,виявляється дещо простіше, ніж в електрокардіографії. Вже отримано перші дуже грубі зрізи, названі імпедансними томограмами, а метод отримав назву імпедансної томографії.
Порівняно недавно досягнуті успіхи в діагностиці патологій мозку за допомогою реєстрації надслабких магнітних полів, що виникають у мозку при його життєдіяльності. За допомогою надчутливих датчиків, розташованих навколо голови пацієнта, отримують не тільки анатомічну, а й функціональну картину діяльності мозку. Збуджуючи різні зони мозку звуковими, зоровими, лікарськими подразниками, вимірюють зони нейронної активності.
Успіхи магнітометрії пов'язані з появою надпровідних квантових інтерференційних датчиків (СКВИДов), чутливих до хемілюмінесцентних магнітних полів. За зовнішнім виглядом СКВІД нагадує звичайну мікросхему. Оскільки дія СКВІД заснована на ефекті надпровідності, при роботі ці датчики поміщають всереду рідкого гелію. Відкриття в галузі високотемпературної надпровідності вселяють надію, що в майбутньому можна буде обійтися без гелієвого охолодження.
Якщо сконструювати шолом з СКВИДов з гелієвою підкладкою, створити багатошарові екрани, що захищають пацієнта від зовнішніх, навіть слабких магнітних полів, отримати зрізи магнітної активності живого мозку, можна вивчати функцію збудження і гальмування окремих його областей. Кістки черепа екранують теплові сигнали мозку і перешкоджають точній локалізації сигналу при енцефалографії, але вони цілком проникнені для магнітних полів.
Поєднання магнітометрії з комп'ютерними методами відновлення зображень призведе до чергової революції в неврології, психології, невропатології. З'явиться можливість підійти і до разгадки людської пам'яті, і до чуда сприйняття зображень мозком. Магнітометрія дозволить діагностувати шизофренію, епілепсію, інсульт і коматозний стан. До впровадження цих методів в повсякденну медичну практику ще далеко, але навіть перші дослідні результати обнадіюють.
Оскільки метод абсолютно нешкідливий, він буде застосовуватися при щорічних диспансерних обстеженнях для оцінки сенсорного сприйняття, короткочасної та довготривалої пам'яті, для визначення професійної придатності, індивідуального планування навчання.
У табл. 1 наведені можливі й існуючі методи комп'ютерної томографії, характеристики одержуваних зображень і області застосування.
Найбільших успіхів медичного застосування КТ слід очікувати при об'єднанні різних видів КТ в єдиній системі досліджень.
Таблиця 1. Методи комп'ютерної томографії та їх застосування.
| Вплив і метод | Фізичний характер зображення | Застосування | |||||||
| Рентгенівське випромінювання Рентгенівська комп'ютерна томографія (РКТ) | Коефіцієнт ослаблення рентгенівського випромінювання | РКТ застосовують для діагностики, планування хірургії та променевої терапії | |||||||
| Гамма-випромінювання Однофотонна емісійна комп'ютерна томографія (ОЕКТ) | Концентрація речовини, міченої радіоактивним ізотопом | ОЕКТ застосовується для цілей функціональної діагностики | |||||||
| Позитронне випромінювання Позитронна двухфотонная емісійна комп'ютерна томографія (ПЕКТ) | Концентрація речовини, міченої позитронами | ПЕКТ застосовується для функціональної діагностики | |||||||
| Комп'ютерна томографія на основі ядерного магнітного резонансу (МР-томографія). | Протонна щільність, час релаксації | МРТ застосовується для загальної та спеціальної діагностики | |||||||
| Ультразвук Ультразвукова комп'ютерна томографія (УКТ) | Акустичний опір перерізу розсіяння, поглинання | Трансмісійна УКТ проходить клінічні випробування Створено експериментальні зразки | |||||||
| Важкі частинки (іони а-частинки протони і тд) | Поглинання | На стадії експерименту | |||||||
| Інфрачервоне випромінювання | Об'ємний розподіл температури | Експериментальні дані про застосуванні ІК-томографії в мамології | |||||||
| СВЧ-випромінювання | Ослаблення НВЧ випромінювання органами і тканинами | З'явилися ідеї технічної реалізації методу | |||||||
| КТ - імпедансометрія | Розподіл діелектричної проникності і провідності | експериментальні зразки | |||||||
| Магнітометрія | Надслабке магнітне поле | Картування мозку, серця, клінічна апробація, створені експериментальні системи | |||||||
Дата добавления: 2015-09-03; просмотров: 988 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Практична робота №7. | | | Липецкий государственный технический университет |