Ядерний магнітний резонанс - спектроскопія in vivo(ЯМР-спектроскопія in vivo).

ЯМР дозволяє досліджувати складні об'єкти, структуру біомолекул та їх функції в організмі на рівні клітин.

Отримана in vivo біохімічна інформація характеризує рівень енергозабезпе­чення клітин й особливості метаболізму на виділеній ділянці довільної біологічної тканини, дозволяє отримувати досить цінні відомості (додаткові дані МРТ-досліджень) про наявність та тип пухлини, ступінь її злоякісності та цілісності органів і систем.

Іn vivo (у перекладі з латинської - у живому чи на живому) означає, що подія відбувається всередині організму. В науці і in vivo означає експерименти, що прово­дяться на живих тканинах і цілих організмах або всередині них. Прикладами експе­риментів in vivo є досліди на лабораторних тваринах чи клінічні випробування. Такі дослідження значно наближають експериментатора до предмета дослідження.

Особливо значимою є інформація про метаболічні процеси, отримана в ре­зультаті динамічного дослідження пацієнтів з онкологічною патологією. Вона сприяє поетапній оцінці ефективності лікування, підбору дози препарату та опромінення, фіксуючи миттєві або віддалені реакції на проведену терапію. ЯМР в основному використовують для дослідження пацієнтів з пухлинами головного мозку (рис. 4.10).

 

 

Рисунок 4.10. Магнітно-резонансний томограф AIRIS II. HITACHI Medical Systems

Позитронна емісійна томографія (ПЕТ)

Позитронна (двофотонна) емісійна томографія (ПЕТ) використовує в якості РФП ультракороткоживучі радіонукліди, які отримують на циклотронах. Ці радіо­нукліди випромінюють позитрони, при анігіляції яких народжується пара гамма-квантів, що розлітається під кутом 180° і сприймається детекторами, розташова­ними навколо пацієнта.

ПЕТ є ефективним методом клінічних досліджень пацієнтів виключно з онко­логічною патологією. ПЕТ дозволяє отримувати унікальну інформацію про мета­болічну активність пухлин та її зміни внаслідок терапії, що проводиться. За швид­кістю та інтенсивністю накопичення метаболітів, відмічених ізотопами, або спец­іалізованих лікувальних препаратів, можна судити про біологічні особливості тканини пухлин, порівняно з інтактною тканиною, а також, що особливо актуально для он­кологів - оцінювати ефективність лікування та прогнозувати подальший перебіг процесу. Дослідження ПЕТ зазвичай проводяться у науково-дослідних центрах і мають високу вартість.

Однофотонна емісійна комп'ютерна томографія (ОФЕКТ) застосовує радіо­нукліди, що випромінюють один гамма-квант на один радіоактивний розпад, та рухомі детектори, що рухаються навколо досліджуваного об'єкта і формують по­шарове зображення ділянок накопичення РФП. За допомогою ОФЕКТ можна сфо­кусувати увагу на змінах у певній ділянці тіла, отримати об'ємне зображення дос­ліджуваного органа, знизити паразитний вплив фонового випромінювання від на­вколишніх структур.

Радіоізотопна діагностика (РД)

РД - це метод розпізнавання патологічних змін в організмі людини за допомо­гою радіоактивних сполук, який ґрунтується на реєстрації та вимірюванні випром­інювання від введених в організм препаратів. З їх допомогою вивчають роботу органів і систем, швидкість руху крові, обміну речовин тощо.

В РД використовують два способи:

Ø хворому вводять радіо фармацевтичний препарат із подальшим дослідженням його руху або його концентрації в органах та тканинах;

Ø в пробірку з досліджуваною кров'ю додають мічені речовини, оцінюючи їх взаємодію. Це так званий скринінг-тест для раннього виявлення різних захворю­вань у необмеженого контингенту пацієнтів.

Показаннями до радіоізотопного дослідження є захворювання залоз внутрішньої секреції, органів травлення, а також кісткової, серцево-судинної, кровотворної систем, головного та спинного мозку, легень, органів виділення, лімфатичного апарату. Його проводять не тільки при підозрі на якусь патологію, але й при відомому захворюванні для уточнення ступеня ураження та оцінки ефективності лікування. Протипоказань для радіоізотопного дослідження немає, існують лише деякі обмеження. Велике зна­чення має порівняння радіоізотопних, рентгенологічних та ультразвукових даних.

Розрізняють шість основних методів радіоізотопної діагностики:

1.Клінічна радіометрія.

2.Радіографія.

3.Радіометрія всього тіла.

4.Сканування та сцинтиграфія.

5.Визначення радіоактивності біологічних проб.

6.Радіоізотопне дослідження біологічних проб у пробірці.

 

§ 12.3 Методи ультразвукової діагностики (УЗД)

Основними методами ультразвукової діагностики є ехографія, сонографія та доплерографія. Ехографія- це одномірне ультразвукове дослідження, в якому виділяють А та М-методи. При А-методі відображені від окремих елементів об'єкт; імпульси формують на прямій лінії індикатора піки з великою амплітудою. Такшчином можна вимірювати відстань між різними тканинами органа, глибину їх залягання, наявність стороннього тіла, пухлини тощо, що використовується при морфо логічному дослідженні ока та головного мозку. М-метод використовують для дослідження рухомого органа - серця. При цьому методі віддзеркалені від рухомої стінки серця імпульси записуються у вигляді кривої лінії. За формою та розташу­ванням таких кривих визначають характер скорочень серця.

Ультразвукове дослідження (сонографія) є одним з найінформативніших ме­тодів неінвазивної діагностики в медицині. Завдяки тому, що органи й тканини мають різну проникність для ультразвукових хвиль, від одних структур хвиля відби­вається, іншими поглинається та проходить практично вільно. Цей принцип ехоло­кації лежить в основі роботи УЗД-сканерів - відбиті від неоднорідних за проникністю структур ультразвукові хвилі виявляються давачем апарату і після комп'ютерної обробки перетворюються на екрані монітора в точки світіння, з яких і формується зображення у вигляді зрізу тканин. Останніми роками, з розвитком технологій, ста­ло можливим отримання не тільки двовимірних "зрізів", але й об'ємних зображень органів, плода в матці (рис. 4.11) тощо.

 

 

Режим Live 3D й 2D Режим Live 3D Режим Live 3D й 2D

у сірій шкалі Фрагмент дослідження-плід Фрагмент дослідження-

Фрагмент дослідження-плід плід, рухи рукою.

 

Рисунок 4.11 Приклади тривимірного УЗД плода в режимі реального часу

На відміну від інших методів променевої діагностики (флюорографії, рентге­нографії, комп'ютерної томографії, ЯМР) сонографія, в тих дозах, які використову­ються в УЗД, для людського організму безпечна. УЗ-дослідження використову­ють для діагностики захворювання, визначення перебігу вагітності, спостережен­ня за динамікою процесу та оцінки результатів лікування. Завдяки своїй безпечності УЗД у наш час дуже поширена. Вона дозволяє отримати важливу інформацію про стан різних органів та систем - печінки, підшлункової залози, селезінки, нирок, щитоподібної залози, внутрішніх статевих органів тощо (рис. 4.12). При дослід­женнях серцево-судинної системи отримують інформацію про особливості будови серця та динаміки скорочень, про вроджені й набуті патології, ураження міокарда, ішемічну хворобу чи інші супутні захворювання. УЗД застосовують для оцінки та контролю за дією лікувальних препаратів, вивчення коронарного кровообігу, цей метод такий же надійний, як і електрокардіографія та рентгенологічне досліджен­ня серця.

в г

Рис. 4.12. Ультразвукове дослідження: а - ехограма аденоми прищитоподібної залози.

Аденома визначається як об'ємне утворення із різко зниженою ехогенніств тканин і щитоподібної залози по задній поверхні середнього сегмента частки; б - УЗД загального чотиристулкового АВ клапана; в - УЗД черевної порожнини; спостереження дивертикула дванадцятипалої кишки (1), термінального відділу холедоха (2). З - підшлункова залоза,

4 - дванадцятипала кишка, 5 - нижня порожниста вена, 6 - печінка; г - тазова порожнина.

Ехограма в менопаузі. Облітерація цервікального каналу призвела до скупчення секрету в порожнині матки.

 

Ультразвуковий сканер Аloka SSD -500 - портативний високомобільний моно­хромний ультразвуковий сканер із вбудованим монітором, широким спектром роз­рахункових програм, великим вибором конвексних й лінійних давачів (рис. 4.13).

Рисунок 4.13 Ультразвуковий сканер Аloka SSD -500

Значну роль в підвищенні ефективності діагностики патологічних процесів у магістральних артеріях головного мозку відіграє ультразвукова доплерографія (УЗДГ) - метод локації судин, що ґрунтується на ефекті Доплера (ЕД). ЕД полягає у тому, що частота

 

а б в

Рис. 4.14. Прилади для проведення УЗД, УЗДГ: а - ультразвукова діагностична багатопро­фільна цифрова система SSD-3500 РгоSound; б - ультразвукова діагностична універсаль­на багатопрофільна цифрова система нового покоління РгоSound Alpha-10; в - ультразву­кова діагностична система SSD-5500 SV РгоSound PHD - універсальна цифрова система експертного класу.

ультразвукових хвиль у діапазоні від 3 до 10 мГц, відбитих від рухомого об'єкта, зокрема, від еритроцитів у судинах, змінюється пропорційно зміні швидкості його переміщення. Це дозволяє реєструвати лінійну швидкість і напря­мок кровотоку мозку. УЗДГ успішно застосовують в амбулаторних і клінічних умовах, забезпечуючи можливість (завдяки безпеці багаторазових повторень) спостеріга­ти за динамікою процесу й ефективністю лікувальних заходів (рис. 4.14). Хоча діа­пазон змін просвіту магістральних артерій, що виявляються за допомогою УЗДГ, обмежений стенозами середнього і значного ступенів (більше 50 %), цей метод дозволяє отримати важливу інформацію. Обґрунтовує необхідність проведення агіографічних досліджень.

Дуплексна (подвійна) УЗДГ

На сьогодні застосовують апарати для дуплексної (подвійної) УЗДГ, які доз­воляють одночасно проводити ехотомографіюі доплерографію (рис. 4.15), що за­безпечує візуалізацію на екрані монітора не тільки функціональних показників кро­вотоку мозку, але і структурно-морфологічного зображення екстра краніальних су­дин. При цьому виявляються навіть невеликі зміни діаметра досліджуваних судин, локалізація ділянок стенозування, атеросклеротичні бляшки в артеріях, вихрові зміни кровотоку в місцях сегментарного звуження артерій.

 

 

Рисунок 4.15 Уз електрод магнітним сенсором в комплекті

Кольорове доплерівське картування полягає в накладанні закодованих

різни­ми кольорами напрямків і швидкостей кровотоку на двовимірне зображення серця, судин або органа. Червоний колір позначає напрям руху крові до давача, синій -рух крові від давача, Останні моделі дуплексних доплерографів дозволяють отри­мувати кольорове зображення кошурів судин і кровотоку досліджуваних артерій (червоний колір) і вен (синій колір).

Для ультразвукового дослідження кровотоку внутрішніх артерій кори головно­го мозку також застосовують метод транскраніальноїдоплерографії (ТКД), яка, завдяки використанню давача, що працює в режимі пульсуючих коливань з часто­тою 1-2 мГц, дозволяє визначати зміни кровотоку в різних артеріях.

Ультразвуковий метод простий та доступний, він не має протипоказань та може використовуватись неодноразово навіть протягом дня, якщо цього потребуєстан пацієнта. Отримані відомості доповнюють дані комп'ютерної томографії, рен­тгенівської та радіоізотопної діагностики.

Найширше цю технологію застосовують для проведення під контролем УЗД інвазивних втручань при об'ємних утвореннях печінки. Одним з прикладів є рад­іочастотна абляція (РЧА) злоякісних утворень печінки (гепатоцелюлярний рак, метастази в печінці). RVS з контрастними речовинами (як для КТ так і для УЗД) дозволяє точно визначити локалізацію пухлини в печінці, ввести електрод для РЧА під контролем в реальному масштабі часу, оцінити ефективність лікування (рис.4.16, 4.17).

Рисунок 4.16 Зображення RVS у пацієнта з цирозом печінки та атрофією її правої частки

Рисунок 4.17 Пухлина (гепатоцилюлярний рак) в піддіафрагмальній зоні. На УЗ-сканері помітно напрямок для пункції

Система RVS - новий ефективний навігаційний інструмент для проведення черезшкірної радіочастотної абляції раку печінки. Ю/8 значно підвищує рівень об'­єктивності ультразвукового дослідження, при цьому УЗД не втрачає своїх основ­них преваг: простота, неінвазивність, реальний масштаб часу.

 

Термографія

Термографія - це нешкідливий та неінвазивний метод променевої діагности­ки, що реєструє інфрачервоне (теплове) випромінювання від поверхні тіла людини. Більша частина електромагнітного випромінювання людини має довжину хвилі 10 мкм, що лежить в інфрачервоній частині спектра. Фізіологічною основою тер­мографії є збільшення інтенсивності теплового випромінювання над патологічними вогнищами в зв'язку з посиленням у них кровопостачання та процесів обміну. Змен­шення інтенсивності кровообігу в тканинах і органах відображається "згасанням" їхнього теплового поля (рис. 4.18).

Контактну термографію проводять за допомогою розташованих на пластичній тонкій основі рідких кристалів, які здатні змінювати свій колір залежно від температури. Кожний термоіндикатор має певну кольорово-температурну характеристику, за якою можна вивчати розподіл температури на поверхні тіла пацієнта.

Рисунок 4.18 Термографічне зображення

Безконтактна (дистанційна) термографія реєструє інфрачервоні промені з по­верхні тіла за допомогою дзеркала, яке спрямовує тепло до детектора. Детекто­ром служить кристал розміром до 0,5x0,5 мм, в якому при нагріванні виникають електричні сигнали, що підсилюються та віддзеркалюються у вигляді зображення на екрані монітора або роздруковуються на папері.

У нормі кожна ділянка тіла людини має певну температуру, яка на симетрич­но розташованих ділянках повинна бути майже однаковою (з різницею, що не пере­вищує десятої частини градуса). Зміна (збільшення або зменшення) інтенсивності інфрачервоного випромінювання над патологічним вогнищем зумовлена зміною (збільшенням або зменшенням) інтенсивності метаболічних процесів та регіонального кровообігу в ньому.

Якщо за допомогою звичайної термографії (в мікронному діапазоні) вивчається температура на поверхні тіла, то в міліметровому та дециметровому діапазонах інфрачервоного спектра випромінювання можна вивчати стан тіла людини на деякій глибині.

Обстеження неінвазивне. Інформація, одержана методами традиційної тер­мографії, може бути значно розширена шляхом застосування динамічного інфра­червоного термокартування. Це значно підвищує діагностичні можливості методу, особливо на ранніх стадіях розвитку захворювань.

Галузі застосування: онкологія, гастроентерологія нейрохірургія, педіатрія, дерматологія, ортопедія, ревматологія, травматологія, лор-патологія, пульмоноло­гія, ангіологія, ендокринологія, психологія та психіатрія, запальні процеси, локальні пухлини, порушення кровообігу, травми, процеси загоєння ран (рис. 4.19).

Рисунок 4.19 Облітеруючий тромбангіїт. а – артеріографія. Непрохідність лівої стогнової та підколінної артері; б- термографія. Нормальна вентральна термограма правої та помірна гіпотермія нижньої частини лівої гомілки

Протипоказань немає, дослідження може повторюватися багаторазово. Як самостійний діагностичний метод використовується рідко, обов'язкове зіставлен­ня з даними клінічного та рентгенологічного обстеження хворого.

Перевагами термографії як способу технічної діагностики є універсальність, дистанційність, швидкодія, висока продуктивність та безпека.

Недоліком термографії є її невисока специфічність у діагностиці захворювань.

Тепловізійна техніка

Тепловізори, які використовуються сьогодні в термографічній діагностиці (рис. 4.20), є скануючими пристроями, що складаються із системи дзеркал, що фокусують інфрачервоні промені від поверхні тіла на чутливий приймач (фотоопір із сурм'янистого індію, активованого германію, із германію з додаванням цинку, золота й ртуті). Такий приймач потребує охолодження (використовують рідкий азот, рідкий водень, неон), яке забезпечує високу чутливість. В приладі теплове випро­мінювання послідовно перетворюється в електричний сигнал, який підсилюється та реєструється у вигляді півтонових зображень.

А б

Рисунок 4.20 Тепловізор IR928: а –загальний вигляд, б –складові частини тепловізора

Ендоскопія

Ендоскопічний метод (ЕМ) дослідження завдяки досягненням сучасної елек­троніки та оптики набув вирішального значення пррі ранній діагностиці раку внутрішніх локалізацій: шлунка, стравоходу^ товстої та прямої кишок, бронхів.

Сучасні ендоскопи - складні оптико-механічні прилади (рис. 4.21). Вони об­ладнані різними насадками, а також інструментами і кабелями для проведення біопсії, видалення сторонніх тіл, електрокоагуляції, введення лікувальних засобів та барвників, перенесення лазерного випромінювання тощо. Розрізняють оглядові та операційні ендоскопи для дорослих і дітей; залежно від конструкції робочої частини - жорсткі, які зберігають свою форму під час дослідження, та гнучкі, здатні змінювати конфігурацію робочої частини залежно від форми органів. У жорстких ендоскопах оптична система, як правило, складається з лінз, світло передається від джерела через волоконний світлопровід.

а б

Рисунок 4.21 Гастрофіброскоп GIF- P30: а-загальний вигляд, б-отримане зображення

У гнучких волоконних ендоскопах оптична система, в принципі, побудована так само, як і лінзова, але для перенесення зображення, що його дає об'єктив, замість лінзових кругових систем використовують гнучкий волоконний світлоп­ровід з регулярно укладеними волокнами (розташування волокон на одному торці повинно точно відповідати розміщенню волокон на іншому торці). Світло від дже­рела передається волоконному світлопроводу з нерегулярно розміщеними волок­нами. В такому волоконно-оптичному ендоскопі зображення виходить растровим. Гнучкі ендоскопи мають керований робочий кінець, кут згину якого залежить від призначення апарата. За функціональним призначенням визначають розбіжність конструкції ендоскопів: гастроскоп, інтестиноскоп, колоноскоп, бронхоскоп, езофа-гогастродуоденоскоп, езофагогастроскоп, фіброскоп.

Переваги GIF-Р30 - збільшене зображення, висока роздільна здатність, ши­рокий кут поля зору - 120°, інструментальний канал діаметром 2,2 мм; нова, по­кращена конструкція трубки, що вводиться, дозволяє до мінімуму звести травми, які супроводжує даний процес.

Ендоскопічні апарати з волоконною оптикою дозволяють ретельно оглянути всю слизову оболонку внутрішніх органів, провести цитологічні дослідження, а при потребі - взяти частинку тканини для гістологічного дослідження.

За допомогою ендоскопів можна оглянути не тільки порожнисті органи, але й грудну (плевральну) черевну порожнини, порожнини суглобів тощо. Огляд плев­ральної (торакоскопія) та черевної (лапароскопія) порожнин застосовують для зов­нішнього огляду зовнішньої поверхні внутрішніх органів.

Бронхоскопія - діагностична та лікувальна процедура, яка грунтуєтьсяна візуальній оцінці стану бронхіального дерева за допомогою бронхоскопа(рис. 4.22). Проводиться для діагностики пухлин трахеї та бронхів (відбір біопсії), для вида­лення інородних тіл з дихальних шляхів, для промивання бронхів та введення в них лікувальних препаратів.

 

а б

Рисунок 4.22 Бронхоскопія: а-шлях апарата, б-вигляд отриманого зображення

Колонофіброскопія

Колонофіброскоп спеціально розроблений для численних рутинних діагностич­них досліджень та лікувальних втручань довільного ступеня складності. Змінна жорсткість трубки, що вводиться, забезпечує безболісне введення ендоскопа чи фіброскопа (рис. 4.23).

Інструментальний канал діаметром 3,2 мм дозволяє використовувати широ­кий спектр ендоскопічного інструментарію, а також проводити ефективну аспіра­цію, не виводячи інструмент з організму.

 

 

Рисунок4.23 Колонофіброскоп CF-40L: а-вигляд апарата, б-вигляд отриманого зображення