В 2015 году компания «Телеоптик» завершила разработку системы цифровой многосрезовой томографии. Первый  рентгеновский комплекс с такой системой был успешно введён в эксплуатацию в конце 2015 году  в одном из ЛПУ нашей страны.

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС РДК-ВСМ С

ЦИФРОВОЙ МНОГОСРЕЗОВОЙ ЛИНЕЙНОЙ ТОМОГРАФИЕЙ

Традиционно используемый в рентгенодиагностике комплекс с режимом линейной томографии в настоящее время претерпел революционное преобразование.

С введением в рентгенографический двухместный комплекс цифрового динамического приёмника  стало возможным за один проход рентгеновской трубки собирать достаточную информацию для одновременного компьютерного расчета всех линейных томографических срезов. По информативности одного прохода системы линейного томосинтеза превосходят многосрезовые   спиральные компьютерные томографы (СКТ).

Рис. 1. Двухместный рентгенографический комплекс с многосрезовой линейной томографией (томосинтезом).

 В системах линейного томосинтеза качество изображений томографических срезов резко возросло благодаря компьютерному вычитанию расфокусированных изображений внесрезовых объектов (Рис.2). Именно расфокусированные изображения на протяжении десятилетий были основными артефактами линейных томограмм, существенно затруднявших диагностику. Что касается детальности изображений (Рис.2, 3) линейных томографических срезов при томосинтезе, то они, как и рентгенограммы, традиционно превышают детальность изображений СКТ.

Рис. 2. Линейная томограмма  и срез томосинтеза.

Рис. 3. Синтезированный томосрез грудной клетки.

Крайне важным вопросом диагностики является выбор толщины томографического среза. В спиральных компьютерных томографах, выбор толщины среза (не следует путать с шагом среза) весьма ограничен. Во многих случаях толщина среза СКТ составляет доли миллиметра.    В результате необходимо подать на пациента столь большой поток ионизирующего излучения, чтобы поглощение в тонком срезе позволило рассчитать изображение с большим числом градаций серого. Чем срез тоньше и чем  градаций серого больше, тем большая поглощенная   доза ионизирующего излучения ожидает пациента при обследовании. С диагностической точки зрения использование тонких срезов обосновано далеко не всегда. Более того, в случае наличия по всей толщине среза сильно поглощающего (металлического) объекта возникают распространенные на изображениях СКТ артефакты в виде веерных полос.

В большинстве случаев для медицинской диагностики толщину томографического среза целесообразно соизмерить с размером патологии или ее значимой части (часто 1…10 мм), то есть значительно больше, чем толщина срезов СКТ. При томосинтезе имеется возможность гибко управлять толщиной томографического среза путем изменения угла томосинтеза. Чем угол меньше, тем меньше необходимо выполнить проекций и, следовательно, меньшая доза будет поглощена пациентом.  Это объясняет  справедливость многократно приводимой в литературе оценки - 10-кратного снижения дозовых нагрузок на пациента при правильном использовании томосинтеза по сравнению с обследованием на СКТ. По этой же причине на синтезируемых изображениях практически отсутствуют артефакты от металлических объектов.

Примеры линейной многосрезовой цифровой томографии полученной на рентгеновском комплексе РДК-ВСМ :

Обычный рентгеновский снимок полученый при 75 kV,0.16 mAs .

Реконструкция многослойной томографии срез 61 и 71

Реконструкция многсрезовой томографии срез 82 и 91

Особенности технической реализации комплекса РДК-ВСМ удобно проиллюстрировать путем сравнения с конструкцией спиральных компьютерных томографов.

Техническая реализация СКТ основана на использовании дорогой прецизионной механики, обеспечивающей высокоточное движение рентгеновской трубки и приемника по спирали. Не менее дорогой частью СКТ является специализированные приемники рентгеновского излучения, производство которых базируется на принципах дискретно-аналоговой электроники и уникальной мало серийной технологии. Повышенные требования в СКТ предъявляются и к работе рентгеновских трубок. На протяжении всего времени обследования пациента они должны формировать непрерывное излучение мощностью до 20 кВт и более. Из излучаемого трубкой рентгеновского потока формируется узкий колимированный луч, остальная же его часть в лучшем случае бесполезно превращается в тепло в слое рентгеновской защиты, а в худшем – создает внешнее рентгеновское излучение, от которого следует защищать персонал отделения и пациентов. В совокупности отмеченные особенности технической реализации СКТ   обусловливают большую стоимость, как компьютерных томографов, так и их эксплуатации.

Принципиально иная картина наблюдается при технической реализации рентгенографических комплексов с режимом томосинтеза.  Во-первых, на протяжении последних десятилетий были проведены работы по совершенствованию алгоритмов расчета томографических срезов. Новое поколение алгоритмов томосинтеза требует для получения качественных изображений томографических срезов не столько точное позиционирование излучателя и приемника, сколько точное измерение фактического положения. В результате требования к механике существенно снижаются, что дает возможность применять стандартное рентгенографическое оборудование для линейной томографии.

Во-вторых, использование цифрового  динамического рентгеновского приемника изменяет требования,  к рентгеновской части оборудования. Действительно, большие размеры цифрового  динамического рентгеновского приемника позволяют обследовать интересующую область тела пациента за один проход без использования спиральной траектории. Вместо узкой щели формируется пирамидальный луч с углом при вершине до 20О, в котором передается основная часть энергии рентгеновского излучения трубки. В результате коэффициент полезного использования рентгеновской трубки возрастает в десятки раз по сравнению с СКТ. Сам режим рентгеновской трубки – импульсная скопия выполняется со средним током 2-20 мА в течение 5-10с. При этом средняя мощность, выделяемая на рентгеновской трубке при напряжении 100 кВ, составит 0,2-1 кВт, что в десятки раз меньше, чем нагрузка на рентгеновские трубки СКТ.

Таким образом, вместо прецизионной механики и уникального излучающего и принимающего рентгеновского оборудования, характерных для СКТ, в комплексе с линейным томосинтезом РДК-ВСМ использованы уникальные алгоритмы расчета изображений томографических срезов, цифровой динамический приемник и традиционное рентгеновское и штативное оборудование. При этом получение высококачественных томографических изображений сопровождается многократным снижением дозовых нагрузок на пациентов при обследовании по сравнению с СКТ.

Медицинское применение и техническая эксплуатация комплекса с линейным томосинтезом РДК-ВСМ требует минимальной переподготовки медицинского персонала и сервисных инженеров, имеющих опыт использования цифровых двухместных комплексов РДК-ВСМ с линейной томографией.