ОТ МАЛОДОЗОВОЙ РЕНТГЕНОГРАФИИ К МАЛОДОЗОВОМУ ТОМОСИНТЕЗУ


 

Рентгенодиагностика, вследствие объективности и высокой оперативности занимает ведущее место среди методов первичной диагностики. Ежегодно в Украине выполняется около 20 млн обследований органов грудной клетки (ОГК). Этому способствует переход рентгенографии в начале ХХІ ст. на цифровую технологию. Наиболее заметно переход на цифровую рентгенографию проявился в переводе на цифру флюорографов. Сегодня более 30% скрининговых аппаратов для обследования ОГК оснащены цифровыми приемниками [1]. В результате перевода флюорографов на цифровые методы в 5 … 10 раз сократилась дозовая нагрузка на пациентов и в десятки раз уменьшилось время получения диагностической информации. Резко снизился брак при получении рентгенограмм ОГК. Помимо флюорографов, перевод на цифру коснулся рентгенографических комплексов и маммографов. Использова-ние в таких комплексах компьютерной постобработки позволило поднять качество рентгенографических изображений на уровень, не достижимый для традиционной аналоговой пленочной технологии [2]. Всего в медучреждениях 1-го и 2-го уровней используется около 1500 цифровых рентгенографических аппаратов, что, однако, не превышает 25% от потребности.


Методически переход на цифровую технологию поддерживался Ассоциацией радиологов Украины, Киевским городским центром новых рентгеновских технологи, а также учебными центрами научно-производственного объединения «Телеоптик» и других предприятий отрасли. В рамках этих структур проведено более 200 семинаров по цифровой рентгенодиагностике, переподготовлено более 1000 врачей — рентгенологов и около 1500 рентгенлаборантов.


Другим чрезвычайно важным процессом для рент-генодиагностики Украины начала ХХІ в. является быстрое увеличение числа мультиспиральных компьютерных томографов (МСКТ) в государственных (более 150) и частных (более 200) диагностических центрах. Используемое в томографах представление диагностической информации в виде большого числа томографических срезов кардинальным образом улучшило [2] наблюдаемость патологий и простоту чтения диагностической информации. Попу-лярность обследований на МСКТ подтверждается [3] тем, что если средняя годовая нагрузка на рентгенографический аппарат в Украине составляет всего 28% от рациональной величины, то средняя нагрузка на МСКТ превышает 95%. К сожалению, применение МСКТ сопровождается многократным увеличением дозовых и финансовых нагрузок на пациентов [4]. По этим причинам использование МСКТ для первичной диагностики вызывает серьезные возражения [5].


Учитывая вышесказанное, актуальной остается задача перевода на цифровую технологию рентгенодиагностических аппаратов в медучреждениях 1-го и 2-го уровней обслуживания пациентов (всего более 4000 аппаратов), где должна выполняться диагностика для более 90% обращений граждан. Такой перевод необходимо совместить с представлением диагностической информации в виде большого числа томографических срезов без существенного увеличения дозовой нагрузки на пациентов. Таким образом, спустя почти 20 лет после начала использования цифровой рентгенографии начинается новый этап развития рентгенодиагностики – внедрение в клиническую практику малодозовой томографии (томосинтеза) первичной рентгенодиагностики (МТПР).


Перевод на цифровую технологию рентгеновских аппаратов в медучреждениях 1-го и 2-го уровней возможен путем замены кассет с рентгеновской пленкой, а также старых рентгеновских электронно-оптических преобразователей (РЭОП) на высокочувствительные динамические цифровые приемники с полем от 24х30 до 43х43 см [6]. Такая модернизация позволяет в рамках традиционной рентгенодиагностики улучшить качество рентгеновских изображений, отказаться от использования дорогостоящей рентгеновской пленки, создать электронные архивы. К сожалению, этого недостаточно для реализации малодозовой томографии в первичной рентгенодиагностике.


Революционным техническим решением по введению МТПР явилась разработка фирмой General Electric (США) метода томосинтеза для маммографии [2]. Этот метод предполагает ограниченное углами от±11o до±32o сканирование молочной железы с выполнением от 11 до 65 снимков. Затем следует реконструкция 40…80 томографических срезов, на которых патологии видны с большим контрастом, чем на маммографических изображениях [2]. Общая дозовая нагрузка при сканировании соответствует выполнению 1…3 маммограм, что значительно меньше, чем при томографии. На сегодняшний день томосинтез в маммографии широко используется в аппаратах экспертного класса.


Для общей рентгенографии введение МТПР было начато на телеуправляемых столах-штативах использованием режима томосинтеза при проведении линейной томографии. Общепризнанным лидером в этом направлении является японская фирма «Шимадзу» [7]. Угол сканирования при томосинтезе обычно не превосходит±20o, а время обследования — менее 10 с. В течение этого времени производят 80...120 снимков. Затем следует реконструкция 200…400 томографических сечений, имеющих разрешающую способность до 2,0 п.л./мм, что выше, чем разрешающая способность изображений МСКТ. По существующим оценкам [4], дозовая нагрузка при переходе на режим томосинтеза уменьшается в 10 раз (пропорционально уменьшению угла сканирования) по сравнению со стандартным обследованием на МСКТ, где угол сканирования составляет 360о. Более 1000 таких телеуправляемых столов-штативов с режимом томосинтеза установлено во многих странах мира, в том числе три аппарата — в Украине.


Малая дозовая нагрузка в режимах МТПР обусловила интерес к оценке эффективности томосинтеза при скрининговых обследованиях ОГК для выявления рака легких и туберкулеза. Для онкологических заболеваний у хронических курильщиков вероятность обнаружения патологии возросла с 0,5 при рентгенографии до 0,9 при МТПР [8, 9]. Это незначительно отличается от использования МСКТ, где вероятность составила 0,97. При скрининговых обследованиях ОГК с целью выявления туберкулеза вероятность его обнаружения возросла с 0,2 при флюорографии до 0,75 при МТПР [8,9], что также незначительно хуже по сравнению с использования для этой цели МСКТ, где вероятность составила 0,93. По заключению врачей, чтение изображений томосинтеза существенно легче чтения рентгено-графических снимков.


Следующий этап развития аппаратуры МТПР для общей рентгенографии начался в 2016 г., когда режим томосинтеза был реализован на относительно дешевых 2-местных рентгенографических комплексах, широко применяемых для «первичной рентгенодиагностики. Фирмы «Шимадзу» (Япония), Джозеф Бэтчарт» (Швейцария), «Телеоптик» (Украина), и «Медаппаратура» (Украина) продемонстрировали такие 2-местные комплексы на международных выставках.


Для иллюстрации на рис. 1 приведено сравнение линейных томограмм ОГК, полученных на 2-местном комплексе традиционно на пленку, и цифровых изображений ОГК, полученных на таком же комплексе с помощью томосинтеза.

nevgasimiy-1
Очевидное преимущество качества изображений томографических срезов, полученных методом томосинтеза, не требует дальнейших пояснений. Важнее отметить высокую диагностическую эффективность применения томосинтеза при обследовании органов грудной клетки, которая на протяжении последних 10 лет широко обсуждается в литературе (рис. 2).

nevgasimiy-2

Появление на мировом рынке аппаратов с томосинтезом для маммографии и общей рентгенографии отображает тенденцию использования малодозовой томографии для первичной рентгенодиагностики в медучреждениях 1-го и 2-го уровней. Для подтверждения целесообразности такого использования томосинтеза рассмотрим таблицу.
Данные таблицы свидетельствуют о том, что рентгенография, несмотря на высокую детальность формируемых изображений, низкую дозовую нагрузку на пациентов, компактность оборудования и малую его цену, имеет такие серьезные недостатки, как большие ошибки в измерениях размеров и рентгеновской плотности формируемых изображений. Основной же недостаток рентгенографии за-ложен в принципе формирования рентгенограмм – суммирование изображений всех слоев тела пациента, расположенных между рентгеновским излучателем и приемником. Это значительно осложняет чтение рентгенограмм и существенно снижает эффективность рентгенографии как диагностического метода.


Преимуществом томографии, реализуемой на МСКТ, является высокая разрешающая способность по градациям яркости. Это позволяет наблюдать и измерять геометрические размеры патологий очень низкого контраста и их рентгеновскую плотность. Недостатками МСКТ являются большие габариты, высокая стоимость как самой аппаратуры, так и ее технического обслуживания и ремонта, повышенная лучевая нагрузка на пациентов.


Активное внедрение в последние годы в клиническую практику томосинтеза свидетельствует о том, что этот метод явился удачным компромиссом между рентгенографией и МСКТ. Томосинтез в целом не заменяет обследования на МСКТ. В то же время режим томосинтеза значительно расширяет диагностические возможности рентгенографии (табл.) без существенного увеличения дозовой нагрузки на пациентов. Реализация функции томосинтеза в стандартных рентгенографических комплексах незначительно увеличивает стоимость аппаратуры, ее техническое обслуживание и ремонт.
В 2017 году количество рентгенодиагностических аппаратов с томосинтезом в медицинских учреждениях Украины увеличилось в 3 раза, поэтому можно ожидать в ближайшее время наработку клинического опыта применения этого нового метода рентгенологической визуализации. Малый угол (до 40о) сканирования в системах томосинтеза позволяет многократно снизить дозовую нагрузку на пациентов по сравнению с обследованием на МСКТ, что делает перспективным его применение в педиатрии и для скрининговых обследований ОГК, поскольку томосинтез значительно расширяет диагностические возможности рентгенодиагностики без существенного увеличения дозовой нагрузки на пациентов.


Литература
1. Коваленко Ю.М., Мірошниченко С.І. Поетапна модернізація рентгенівського обладнання як єдиний реальний шлях оновлення матеріально-технічної бази рентгенологічної служби в умовах обмеженого фінан-сування // Променева діагностика, променева терапія. – 2014. – №4. – С. 97-101
2. Suetens P. Fundamentals of medical imaging / Cambridge university press. – 2011. – 253 p.
3. Мірошниченко С.І., Балашов С.І., Коваленко Ю.М. Променева діагностика в Україні на рівні ХХІ сторіччя – реалії і можливості // Медичний ринок. Осінь, 2016. — С. 7-13.
4. Національне керівництво для лікарів, які направляють пацієнтів на радіологічні дослідження / МОЗ України, АРУ. — К.: Медицина України, 78 с.
5. Урина Л.К. Опыт лучевой диагностики в педиатрии (наблюдения из практики). – К.: Медицина Украины, 2009. — 124 с.
6. Мирошниченко С.И. Цифровые приемники рентге-новских изображений. — К.: Медицина Украины, 2014. — 100 с.
7. Best-in-class. RADbook. – 2016. – Р. 2.
8. Endo K. The Possibilities Tomosynthesis Brings to Lung Cancer Screening // JRC. – 2010. – 25 (6). – Р.1-6.
9. Никитин М. Возможности цифрового томосинтеза в диагностике различных форм туберкулеза легких // Russian Electronic Journal of Radiology. – 2016. – 6. – С.35-47.

 

С.И. Мирошниченко, А.А. Невгасимый, Ю.Н. Коваленко
Центр рентгеновских технологий АРУ, Киев


Радиологический вестник

Галерея

Партнеры

partners1

partners2

 

 

aru_1partners3

spronkldultrasoundlogoaru

kldprojectid