Токсическое воздействие алкоголя на гемопоэз может проявиться развитием нейтропении, которая наблюдается у 5 % больных алкоголизмом. Лейкопения служит одной из причин снижения сопротивляемости организма и тяжелого течения инфекций, в частности пневмоний, у больных алкоголизмом, нередкого развития у них септических осложнений.
Глава 9. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ В СОВРЕМЕННОЙ МЕДИЦИНЕ
Медицинская визуализация – совокупность методов, позволяющих сделать видимыми анатомические структуры в глубине тела и происходящие в них патологические изменения, – основана на применении различных видов волновой энергии, взаимодействие которой с тканями тела порождает диагностическую информацию, преобразуемую в видимые (диагностические) изображения. Хотя медицинская визуализация ведет свое начало с открытия рентгеновского излучения, сам термин вошел в медицину в 1980-е гг., когда появились новые способы получения диагностических изображений. В современной диагностике широко используются рентгенологические исследования (РИ), ультразвуковые исследования (УЗИ; синонимы – эхография, ультрасонография), рентгеновская компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), радионуклидная визуализация.
Успехи медицинской визуализации стали возможными на базе технического прогресса. Одно из знамений времени – внедрение в визуализацию цифровых технологий, без которых немыслимы новые высокоинформативные методы, – КТ и МРТ. На цифровую основу переходят и более старые методы визуализации: рентгенодиагностика, УЗИ и сцинтиграфия. Все шире применяются и стремительно совершенствуются за счет отображения более мелких морфологических деталей и быстродействия послойные изображения (УЗИ, КТ, МРТ). Новые возможности открывают трехмерные изображения. На цифровой основе развиваются беспленочные технологии получения изображений. Успехи искусственного контрастировавания – создание гораздо более безопасных неионных йодсодержащих контрастных средств для рентгенодиагностики, появление контрастных средств для МРТ и УЗИ способствуют выявлению и истолкованию патологических изменений.
Современные диагностические изображения все более информативны. Стала возможной визуализация всех анатомических структур и практически всех патоморфологических изменений. Все это резко повысило роль визуализации в современной медицине. Одновременно все больше заявляют о себе факторы, ограничивающие применение диагностических изображений. Первый фактор – экономический: современная визуализация обходится очень дорого в связи с высокой стоимостью аппаратуры, контрастных средств и т. д. Второй фактор – потенциальный риск инвазивных исследований (с внедрением в ткани путем нарушения внешних покровов или глубоким проникновением в него по естественным путям с опасностью кровотечения, инфекции и повреждения глубоких структур тела) и исследований с использованием ионизирующего (рентгеновского и гамма-) излучения, которое вследствие возрастающего применения все больше превращается в серьезную экологическую опасность. Так, за несколько лет тотальная доза рентгеновского излучения в Европе выросла в 1,5 раза, преимущественно за счет применения КТ. Поэтому при проведении того или иного диагностического исследования следует исходить из соотношения польза/риск.
С учетом этих фактов наметилась тенденция к пересмотру концепции применения диагностических изображений. Первостепенное значение приобретает выбор наиболее адекватного метода (или последовательности методов) визуализации в конкретной клинической ситуации, а такой выбор требует специальных знаний. Не следует сбрасывать со счета более дешевые, но тем не менее достаточно информативные рентгенодиагностику и УЗИ. Опыт показывает, что значительная часть их ограничений обусловлена не пределами этих методов, а недостаточно квалифицированным использованием. Они продолжают оставаться первичными и чаще всего единственно необходимыми методами визуализации во многих областях медицины. Дорогостоящие высокоинформативные методы визуализации и исследования с применением ионизирующего излучения должны использоваться по строго обоснованным показаниям с учетом их возможностей и пределов, а также исходя из того, насколько их результаты способны изменить тактику лечения пациента. Только улучшение исходов заболеваний, снижение смертности, восстановление трудоспособности, увеличение продолжительности и качества жизни пациентов могут оправдать те огромные затраты, которые несет общество, приобретая и эксплуатируя современную аппаратуру для получения диагностических изображений.
Нужно также иметь в виду недостаточную специфичность диагностических изображений в установлении нозологического (патогистологического) диагноза. Никакая визуализация не в состоянии заменить, например, бактериологического, биохимических или радионуклидных in vitro исследований. Например, диагноз гормонально-активной опухоли устанавливается на основании клинической картины и определения уровня гормонов, а диагностические изображения используют для морфологического подтверждения и уточнения ее локализации. Для постановки окончательного диагноза часто требуется патоморфологическая верификация. Главными задачами визуализации остаются выявление патологических изменений, уточнение их локализации и распространенности, ограничение круга дифференциальной диагностики, оценка динамики прогрессирования или регрессии, нацеливание биопсии, облегчающее ее выполнение и повышающее точность результатов. В то же время специфичность визуализации значительно повышают изображения, основанные на картировании метаболизма: радионуклидные, особенно позитронно-эмиссионная томография, в меньшей степени однофотонная эмиссионная компьютерная томография, а также магнитно-резонансная спектроскопия. Эти изображения называют метаболическими, противопоставляя их остальным (морфологическим) изображениям.
ХАРАКТЕРИСТИКА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Рентгенодиагностика остается наиболее распространенным методом визуализации. Преимущества рентгенологического исследования (РН): широкий обзор исследуемой области, высокое пространственное разрешение – возможность воспроизведения более мелких деталей, чем при других видах диагностических изображений (рентгенография); возможность исследований в режиме реального времени (рентгенотелевизионное просвечивание), обеспечивающем выбор оптимальных проекций и исследования двигательной функции; относительно низкая стоимость.
Недостатки рентгенодиагностики: суммационный характер изображения с перекрытием структур, расположенных на различной глубине; использование ионизирующего излучения, что следует учитывать прежде всего при широких и многократных рентгенологических исследованиях, особенно с применением рентгеноскопии; зависимость контраста (дифференцированного изображения различных тканей) только от плотности и в соответствии с этим возможность различать всего лишь несколько градаций тканей: обызвествления и костную ткань, мягкие ткани и жидкости, жировую ткань и воздух. Вместе с тем в силу этой зависимости РИ наиболее информативно и является первичным и часто единственным необходимым методом визуализации в ряде областей: при болезнях легких (контраст между воздушной легочной тканью и ее патологическими уплотнениями позволяет выявить и охарактеризовать большинство поражений); при болезнях костей, поскольку нормальная костная ткань отличается по содержанию кальция и потому по плотности от замещающих ее патологических тканей и склерозированной костной ткани; при воспалительных заболеваниях околоносовых пазух и среднего уха благодаря контрасту между костными стенками, содержащимся в полостях воздухом и патологически измененными мягкими тканями; при острых заболеваниях органов брюшной полости за счет выявления свободного газа в ней при перфорациях полых органов, горизонтальных уровней жидкости при кишечной непроходимости и учета распределения газа в кишечнике; при выявлении металлических инородных тел и обызвествленных образований, например мочевых камней.
Флюорография (фотография рентгеновского изображения со светящегося экрана) переживает определенный подъем благодаря внедрению цифровых технологий, позволивших существенно снизить лучевую нагрузку на пациента. Вывод на экран монитора изображений органов грудной клетки с возможностью их компьютерной обработки и изучения деталей как в светлых, так и в темных участках, беспленочная технология – все это дает новую жизнь флюорографии.
При РИ изображение мягких тканей характеризуется только очень слабыми контрастами, обусловленными жировой тканью. Для визуализации мягких тканей используют специальную технику рентгенографии рентгеновским излучением с низкой энергией, особенно в диагностике болезней молочных желез (маммография). Однако главный путь преодоления этого недостатка рентгенодиагностики – искусственное контрастирование. Используемые для этого контрастные средства (КС) ослабляют рентгеновское излучение в большей степени, чем мягкие ткани (например, йодсодержащие КС), или в меньшей степени (например, воздух). Из числа контрастных РИ в полной мере сохранили свое значение РИ желудочно-кишечного тракта с взвесью сульфата бария и экскреторная урография. Большинство инвазивных контрастных рентгенологических методов вытеснено послойными изображениями; некоторые, например ангиография, продолжают применяться, хотя и в ограниченных масштабах.
Ультразвуковое исследование – второй по распространенности метод визуализации. Изображения создаются благодаря отражению ультразвуковых волн от поверхностей раздела между тканями с разными акустическими свойствами (плотность и эластичность). При исследовании мягких тканей получают их богато дифференцированное изображение, в котором жидкостные образования отличимы от солидных, тогда как обызвествленные структуры и воздух не проводят ультразвук. Таким образом, УЗИ хорошо дополняет рентгенодиагностику. Важное преимущество – проведение исследования в режиме реального времени. УЗИ может быть выполнено у постели больного.
Недостатки УЗИ: ограничения, связанные с очень большим объемом тканей (массивные пациенты) или очень глубоким расположением интересующих структур; ограничения акустического доступа из-за наличия костных структур или газа на пути ультразвукового пучка (например, при острых заболеваниях брюшной полости, сопровождающихся вздутием кишечника); наличие повреждений кожи и повязок, препятствующих контакту между ультразвуковым датчиком и кожей; недостаточное воспроизведение мелких деталей в зависимости от используемой частоты ультразвуковых волн; повышенная зависимость результатов исследования от квалификации врача.
Часть ограничений преодолена с появлением новых техник УЗИ: УЗИ по второй гармонике дополнительно улучшает контраст, УЗИ в режиме повышенной частоты (7-10 МГц и выше) позволяет представить более мелкие детали при изображении поверхностно расположенных структур. Посредством специальных датчиков с повышенной частотой, которые могут быть введены в те или иные полые органы или полости тела, осуществляется внутриполостное и внутрипросветное УЗИ (например, трансуретральное, трансвагинальное, трансректальное, трансэзофагеальное). Такими датчиками оснащают и эндоскопы, что позволяет сочетать непосредственный осмотр глазом внутренней поверхности органа с ультразвуковой визуализацией стенок органов и прилежащих тканей (эндоскопическое УЗИ пищевода и желудка, лапароскопическое УЗИ).
Важным развитием и дополнением УЗИ является допплерография, которая позволяет провести анализ скоростного спектра кровотока и определить его направление, а также визуализировать кровоток в цвете в зависимости от направления и скорости (цветовое допплеровское картирование – ЦДК). Особенно чувствительно к кровотоку энергетическое допплеровское картирование (ЭДК). Возможности допплеровского метода определяются особенностями аппаратуры. Дуплексное УЗИ позволяет представить помимо изображения в серой шкале (В-режим) допплеровский спектр или ЦДК, триплексное УЗИ обеспечивает все три режима. ЦДК не только играет важную роль в диагностике заболеваний сердца и сосудов, но и вносит все больший вклад в оценку опухолей и острых воспалительных процессов: аппендицита, холецистита, воспалительных заболеваний малого таза, артритов, теносиновитов и др., демонстрируя воспалительную гиперваскуляризацию.
Эхоконтрастные средства (эхо-КС) с преимущественно интраваскулярным распределением позволяют визуализировать мелкие сосуды и благодаря этому отображать особенности кровотока в злокачественных опухолях, способствуя диагностике некоторых локализаций рака. Большой интерес вызывает трехмерное УЗИ, особенно его кардиологические применения, хотя этот метод еще несовершенен.
Вследствие отсутствия ионизирующего излучения УЗИ практически безвредно. Нагревание тканей под действием ультразвуковых волн представляет опасность главным образом для быстро размножающихся клеток и поэтому ограничения касаются допплерографии плода в I и III триместрах беременности.
Стандартное УЗИ в В-режиме относительно недорогое. Стоимость возрастает за счет внутриполостных датчиков. Значительно дороже современные ультразвуковые сканеры высокого класса с триплексным УЗИ. Дороги и контрастные средства для УЗИ.
Рентгеновская аксиальная компьютерная томография позволила получать изображения поперечных слоев тела с применением рентгеновского излучения. Это достигается благодаря сканированию, в процессе которого рентгеновская трубка обходит по кругу тело пациента. Специальные детекторы регистрируют при этом интенсивность излучения, прошедшего сквозь тело пациента, преобразуя его в электрический сигнал. На основе таких первичных данных, полученных в сотнях проекций, компьютер воссоздает изолированное изображение слоя тканей. Возможности КТ в значительной мере определяются классом аппаратуры; современные томографы обеспечивают возможность спирального сканирования, т. е. непрерывного сканирования не одиночного слоя, а большего или меньшего объема тканей. Однако в лечебной сети еще преобладают более старые модели для последовательного сканирования одиночных слоев.
Преимущества КТ: устранение суммационного эффекта и связанных с ним ограничений; значительно более высокий тканевой контраст по плотности, чем в обычном рентгеновском изображении, включая разграничение солидных образований от жидкостных и очень высокую чувствительность к очагам обызвествления и скоплениям газа.
Внутривенное контрастирование йодсодержащими контрастными средствами улучшает выявление ряда патологических изменений, способствует их распознаванию в кровеносных сосудах (например аневризм), позволяет отличать сосуды от лимфатических узлов и т. д. Чтобы создать градиент концентраций между сосудистым руслом и тканями или между патологическими очагами и нормальными тканями (за счет отличий их васкуляризации или динамики кровотока в них), необходимо очень быстрое введение контрастного средства с помощью автоматического шприца (болюсное контрастирование).
Динамическая КТ с контрастированием, т. е. повторные сканирования одного и того же слоя с короткими интервалами времени после болюсного введения КС, позволяет получить изображения в различные фазы контрастирования (артериальную, венозную, паренхиматозную); визуализировать патологические очаги в период максимального контраста с окружающими тканями, изучать быстротекущие процессы и оценить перфузию.
Недостатки КТ:
1) ориентация выделяемых слоев за некоторыми исключениями ограничена аксиальной плоскостью, что не обеспечивает оптимального представления многих образований. Частично это восполняется благодаря компьютерному преобразованию в изображения в других плоскостях, хотя качество преобразованных изображений хуже, чем исходных;
2) по пространственному разрешению КТ существенно уступает рентгенографии, даже при использовании режима повышенного разрешения;
3) продолжительность сканирования слоя варьирует от нескольких секунд на более старых моделях до субсекундного времени на современных мощных томографах, что требует соответствующей задержки дыхания;
4) распознаванию деталей мешают артефакты от костей, газа, металлических включений, а также от движений, в том числе пульсации, перистальтики и т. д.
Спиральное сканирование дает возможность резко сократить продолжительность исследования и увеличить пропускную способность, а при исследовании грудной и брюшной полости в полной мере использовать преимущества тонких слоев, улучшить качество реформаций изображения в других плоскостях благодаря сканированию объема тканей за одну дыхательную паузу, осуществлять трехмерную реконструкцию изображений (при последовательном сканировании одиночных слоев возможна только для неподвижных объектов); распространить преимущества динамической КТ с контрастированием на большой объем тканей. Благодаря этим преимуществам спиральная КТ стала предпочтительной при заболеваниях грудной и брюшной полости, в то время как КТ с одиночными слоями сохранила свое значение при визуализации головного мозга, позвоночника и костей. В целом же КТ предоставляет возможность изображения различных областей тела от головного мозга до мягких тканей опорно-двигательной системы.
Спиральная КТ послужила основой для ряда приложений. КТангиография (КТА) представляет собой трехмерную визуализацию контрастированных сосудов на большом протяжении независимо от их направления. Виртуальная эндоскопия позволяет как бы осмотреть изнутри околоносовые пазухи, трахеобронхиальное дерево, толстую кишку, сосуды, создавая иллюзию продвижения по ним, как при эндоскопии, и с большой наглядностью выявить патологические образования в полостях и просветах органов и их сужения. Не заменяя обычную эндоскопию, такая имитация может быть полезной в случаях, когда обычная эндоскопия неосуществима. Одно из реализуемых применений – скрининг опухолей прямой и сигмовидной кишки.
Замена вращения рентгеновской трубки вращением пучка электронов (электронно-лучевая КТ) сократило время сканирования до 50-100 мс (против 0,5 с на самых скоростных спиральных томографах), обеспечив тем самым важные преимущества главным образом в кардиологической диагностике. Такие томографы очень дороги и в обозримом будущем останутся привилегией отдельных медицинских учреждений. Более дешевый путь увеличения скорости КТ – многослойное сканирование, или одновременное изображение 2–4 слоев тела на специальных томографах.
Учитывая экономические соображения (КТ – дорогое исследование), недостаточную обеспеченность аппаратурой и значительную лучевую нагрузку, КТ должна проводиться строго по показаниям и по возможно более точному "адресу", т. е. уровню для КТ-сканирования.