1

Rodzaje badań obrazowych i ich podstawy teoretyczne

dr n. med. Jolanta Meller

Podstawy fizyczne diagnostyki obrazowej

• Rentgenodiagnostyka• Ultrasonografia• Rezonans magnetyczny• Scyntygrafia

Rentgenodiagnostyka

2

Promienie rentgenowskie (rtg)

• rozchodzą się w postaci fal - teoria falowa (nm)

• są wysyłanie z miejsca powstania w postaci cząsteczek (kwantów) energii nazywanych fotonami (eV)

Powstawanie promieni rentgenowskich

Właściwości promieniowania rentgenowskiego

• Zmniejsza swoje natężenie z kwadratem odległości

• Ulega osłabieniu przenikając przez materię (pochłanianie i rozpraszanie)

• Wywołuje jonizację materii• Wywołuje zjawisko luminescencji• Działa na emulsję fotograficzną• Ma działanie biologiczne

3

Aparat rentgenowski

• Jedna lub więcej lamp rentgenowskich• Generator rentgenowski• Urządzenie umożliwiające przeprowadzenie

badań

Urządzenia do diagnostyki rentgenowskiej

Ochrona pacjenta przed promieniowaniem rentgenowskim

• Filtry• Uciskadła• Przesłony głębinowe• Kratka przeciwrozproszeniowa

4

Przesłona głębinowa• Dzięki oświetleniu pola badania

ogranicza wiązkę promieniowania użytecznego zgodnie z potrzebami

• Zmniejsza ilość promieniowania rozproszonego

• Wskazuje przebieg promienia środkowego wiązki, przez co ułatwia właściwe ukierunkowanie przebiegu promieni w stosunku do obiektu badania

Zwalczanie promieniowania rozproszonego

Systemy obrazowania w rentgenodiagnostyce

• Konwencjonalne zdjęcia rentgenowskie (kontrast, ostrość, rozdzielczość)

• Radiografia cyfrowa• Prześwietlenie• Radiologiczne badania czynnościowe• Tomografia komputerowa

5

Radiologia cyfrowa

• Zamiast analogowych sposobów zapisu obrazu (błona rtg) folia/płyta pamięciowa (cyfrowy zapis obrazu)

• Odczyt za pomocą skanera laserowego

Tomografia komputerowa

• Lampa rtg emitująca promienie X porusza się ruchem okrężnym wokół badanego obiektu

• Zmiany natężenia promieniowania rejestrowane są za pomocą detektorów umieszczonych na obwodzie układu

• Elektroniczne przetwarzanie danych i rekonstrukcja obrazu

Tomograf komputerowy

6

Zalety TK• Badanie nieinwazyjne• Przedstawienie obrazów w płaszczyźnie poprzecznej

(przedstawienie przekrojów ciała ludzkiego)• Dokładniejsze przestrzenne umiejscowienie zmian dzięki

zastosowaniu rekonstrukcji obrazu (pozwala uwidocznić niedostępne dotychczas badaniu tkanki miękkie, z jakich głównie są zbudowane narządy człowieka np. mózg, wątroba, trzustka)

• Pomiar nowego parametru tj. współczynnika osłabienia promieniowania X

• Wzmocnienie kontrastu• Wysoka rozdzielczość

Wady TK

• Badanie TK wymaga by chory w ciągu 30-45 minut pozostawał w przymusowej pozycji leżącej na plecach w całkowitym spokoju

• Pacjenci niespokojni, z zaburzeniami świadomości, dzieci wymagają badania w znieczuleniu ogólnym

• Chory przed badaniem powinien być co najmniej 6 godz. na czczo

• Konieczność podania kontrastu (Uropolina, strzykawki, igły, wenflon)

• Obecność lekarza

Systemy TK

• Tradycyjny

• Spiralne TK

• Wielorzędowe TK

7

Ultrasonografia

Zalety USG

• Badanie nieinwazyjne• Uwidocznienie narządów i tkanek miękkich

bez użycia środków cieniujących• Określenie wymiarów badanych narządów

i głębokości ich położenia• Oglądanie narządów w ruchu• Uzyskanie informacji o przepływach krwi

Zasada działania USG

Nadajnik fal ultradźwiękowych

Przetwornik

echo

Efekt piezoelektryczny

8

Fale ultradźwiękowe

• Fale akustyczne • W tkankach miękkich rozchodzą się w

postaci fal podłużnych• Prędkość dźwięku w tkankach, z wyjątkiem

kości, tk. tłuszczowej i soczewki oka, jest w przybliżeniu stała (1540 m/s)

• W tkankach ulegają odbiciu, załamaniu, rozproszeniu, absorpcji i tłumieniu

Formy obrazowania

Prezentacja M (jednowymiarowa)

Formy obrazowania

Prezentacja B (dwuwymiarowa)

9

Ultrasonografia dopplerowska

Zjawisko Dopplera- polega na zmianie częstotliwości źródła

(tkanki odbijające falę UV) sygnału poruszającego się względem obserwatora (sondy)

- powstaje sygnał dopplerowski, którego częstotliwość jest proporcjonalna do prędkości

Podstawowe metody dopplerowskie badania przepływu

• Metoda fali ciągłej

• Metoda impulsowa (bramka)

• Metoda kodowania kolorem

Ultrasonografia dopplerowska kodowana kolorem

10

Technika rezonansu magnetycznego

Metoda polega na wzbudzaniu spinów jądrowych znajdujących się w zewnętrznym polu magnetycznym a następnie na rejestracji promieniowania elektromagnetycznego powstającego na skutek zjawisk relaksacji, gdzie przez relaksację rozumiemy powrót układu spinów jądrowych do stanu równowagi termodynamicznej

Technika rezonansu magnetycznego cd.

• Sygnał wytwarzają przede wszystkim woksele bogate w swobodne jądra wodoru

Technika rezonansu magnetycznego cd.

• Obszary o małej magnetyzacji , generujące słaby sygnał echa, będą ciemniejsze.

• Obszary o większej magnetyzacji poprzecznej, wytwarzające większe sygnały echa będą jaśniejsze (hiperintensywne)

11

Technika rezonansu magnetycznego cd.

• Obrazy T1 zależne: hiperintensywnośćsygnału

• Obrazy T2 zależne: hipointensywność

Rezonans magnetyczny

Badanie za pomocą MRI polega na:

• umieszczeniu badanego obiektu w stałym silnym polu magnetycznym

• poddaniu badanego działaniu fali radiowej• odebraniu impulsów radiowych z ciała

badanego• przetworzeniu uzyskanych impulsów na

obraz przedstawiany na monitorze

12

Ciało pacjenta w trakcie badania MRI jest poddane działaniu:

• stałego pola magnetycznego o zakresie 0,3-4 T

• zmiennego pola magnetycznego• fal radiowych o zakresie UKF• fal dźwiękowych

Przeciwwskazania do badania MRIBezwzględne

- rozrusznik serca- defibrylatory, implanty ślimakowe, pompy infuzyjne, stymulatory wzrostu kości i inne urządzenia uruchamiane elektrycznie, elektronicznie, mechanicznie oraz elektrody dosercowe- klipsy z metali ferromagnetycznych na naczynia - metaliczne ciało obce gałki ocznej

Względne- klaustrofobia- ciąża (I trymestr)

Zalety badania za pomocą MRI• Diagnostyka nieinwazyjna, brak narażenia na

promieniowanie jonizujące• Obrazowanie w dowolnej płaszczyźnie• Doskonała rozdzielczość przestrzenna i

kontrastowość, zwłaszcza dla tk. miękkich• Wysoka czułość• Duże pole widzenia • Krew, płyn stają się naturalnym endogennym środkiem kontrastowym (angiografia MR)

• Możliwość oceny produktów rozpadu Hb• Możliwość obrazowania wielokierunkowego

(morfologicznego, funkcjonalnego)

13

Wady badania za pomocą MRI

• Długi czas badania - konieczność sedacji, znieczulenia ogólnego u małych dzieci, chorych cierpiących, z utrudnionym kontaktem, ruchami mimowolnymi, klaustrofobią (konieczność monitorowania funkcji życiowych, konieczność bramkowania oddechu i akcji serca przy badaniu kl. piersiowej i j. brzusznej)

• Wysoki koszt badania• Niewielka dostępność• Niska czułość przy wykrywaniu zwapnień

Medycyna nuklearna

• Wykorzystuje promieniotwórczość pierwiastków w celach diagnostycznych i leczniczych

• Do celów medycznych używane są izotopy promieniotwórcze emitujące promieniowanie beta (silnie pochłaniane w tkankach, w terapii) i gamma (w diagnostyce obrazowej)

Badania scyntygraficzne

14

Badania scyntygraficzne

• Umożliwiają zobrazowanie funkcji narządów, nie przedstawiają jednak obrazu anatomicznego badanej struktury

Badania scyntygraficzne

• Wprowadzenie substancji promieniotwórczej do tkanek i narządów

• Rejestracja promieniowania za pomocą detektorów umieszczonych poza badanym obiektem

Pierwiastki promieniotwórcze najczęściej stosowane w diagnostyce obrazowej

15

Radiofarmaceutyki

• Kompleks izotopu i substancji nieaktywnej

Zjawisko scyntylacyjne

Impulsy elektryczne

Kwanty gammaKryształ jodku sodu

Elektron wtórny

Seria błysków światła widzialnego(zjawisko scyntylacyjne)

Aparatura diagnostyczna

• Gammakamera (kamera scyntygraficzna)• Kamera pozytonowa (PET)

Pozytony – cząsteczki o wielkości elektronów zawierające jednak dodatni ładunek elektryczny, emitowane przez jądra radioizotopów

16

Pozytonowa tomografia emisyjna

• Wykorzystuje techniki radioizotopowe do oceny procesów metabolicznych w organizmie (oparta głównie na metabolizmie glukozy)

• Zastosowanie w onkologii, kardiologii, neurologii

Zalety badania scyntygraficznego

• Nieinwazyjność• Łatwość wykonania• Powtarzalność• Niewielka szkodliwość• Większość badań nie wymaga żadnego

przygotowania ze strony pacjenta

Przeciwwskazania do badań izotopowych

• Ciąża i okres laktacji