Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie

Transkrypt

1 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie Katarzyna Kotynia*, Jacek Filipecki Instytut Fizyki, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia im. Jana Długosza, Al. Armii Krajowej 13/15, Czstochowa * kasiakotynia@o2.pl Streszczenie Od przypadkowego odkrycia promieniowania rentgenowskiego mija prawie 220 lat, nadal jednak dokonanie Rötgena jest podstaw wielu dziedzin nowoczesnej medycyny. Dziki niemu człowiek mógł po raz pierwszy zobaczy wntrze ciała bez koniecznoci zabiegu chirurgicznego. Omawianym tematem jest wykorzystanie promieniowania rentgenowskiego jako szczególnie wanego narzdzia w diagnostyce medycznej. Wprowadzenie Odkrycie promieniowania X zostało dokonane 8 listopada 1895 roku przez niemieckiego uczonego Wilhelma Conrada Röntgena, profesora fizyki w Würzburgu. W swoim laboratorium badał fenomeny wietlne wystpujce podczas wyładowa elektrycznych w lampach szklanych o wysokim stopniu próni przy uyciu lampy Crookesa. Röntgen pracował nad poznaniem właciwoci promieni katodowych, a przede wszystkim nad okreleniem ich zasigu poza obrbem lampy. W trakcie eksperymentu, całkowicie niespodziewanie, naukowiec zaobserwował niezwykłe zjawisko arzenia si ekranu pokrytego kryształkami czteroplatynocyjanku baru. Ekranem był papier fluorescencyjny, w owym czasie standardowo uywanym do wykrywania promieniowania ultrafioletowego. W momencie wykonania dowiadczenia przypadkowo znajdował si on w laboratorium, w zasigu oddziaływania pochodzcego z lampy. Uwag odkrywcy zwrócił fakt, e ekran był zbyt oddalony od ródła promieniowania katodowego, by mogło ono sta si przyczyn jego arzenia. Zaskakujce było to, e szczelne przykrycie lampy tektur nie wyeliminowało obserwowanego zjawiska, co ostatecznie negatywnie zweryfikowało przypuszczenie o tym, e za powstanie tego fenomenu odpowiedzialna była powiata powstajca podczas wyładowania elektrycznego wewntrz lampy. 61

2 Katarzyna Kotynia, Jacek Filipecki Rys. 1. Laboratorium W.C. Röntgena, Uniwersytet w Würzburgu [1]. 62 Rys. 2. Przewietlenie rki promieniami Röntgena, ilustracja pochodzi z 1896 roku [1].

3 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie W cigu nastpnych kilku dni, jakie nastpiły po 8 listopada, Röntgen przeprowadził szereg prób, w trakcie których na drodze pomidzy lamp a ekranem umieszczał róne przedmioty. Wtedy te spostrzegł na ekranie wyranie zarysowan struktur szkieletu własnej dłoni [1]. Uczony nie wiedział na ile jego obserwacje s naukowo wiarygodne, czego dowodz wzmianki o badaniach w listach do przyjaciół. Röntgen zwierzał si im: Odkryłem co interesujcego, ale nie wiem, czy moje obserwacje s właciwe. Swoje badania prowadził jednak dalej. Kiedy wreszcie nabrał pewnoci, e tajemnicze promieniowanie istniej naprawd, 28 grudnia 1895 przesłał do Würzburgu, Towarzystwa Fizyczno-Medycznego raport. Dołczył do niego słynne rentgenowskie zdjcie rki z widocznym cieniem piercienia na palcu, która naleała do ony naukowca Berty (Rys. 3) [1, 2]. Rys. 3. Pierwsze publicznie wykonane zdjcie rentgenowskie z 22 grudnia 1895 roku [2]. W raporcie znalazło si wyszczególnienie właciwoci promieniowania X. Z punktu widzenia przydatnoci tego promieniowania do stosowania w medycynie, najistotniejsze okazało si to, e: Zdolno do transmisji promieniowania X przez róne materiały o tej samej gruboci zaley w głównej mierze od ich gstoci. Zdolnoci do transmisji promieniowania X przez próbki z tego samego materiału zale od ich gruboci, wraz ze wzrostem gruboci materiału transmisja tych promieni maleje. Płytki fotograficzne s czułe na promieniowanie X. Kiedy wyniki raportu zostały rozpropagowane przez gazet The New Year s Day, nastpiła zawrotna kariera zarówno promieni X, jak i ich odkrywcy. Ju w styczniu 1896 roku cudowne odkrycie znał cały wiat, a ludzi, nie tylko tych zwizanych 63

4 Katarzyna Kotynia, Jacek Filipecki z nauk, ogarnła swoista X-ray mania. Sukces Röntgena zwieczyła w 1901 roku Nagroda Nobla, pierwsza w historii, jak nadano w dziedzinie fizyki [3]. Ju w kilka miesicy po ogłoszeniu odkrycia Röntgena przeprowadzono pierwsze próby wykorzystania promieni w diagnostyce. Znakomity profesor chirurgii w Bernie, Teodor Kocher, stwierdził za pomoc promieni Röntgena, w którym miejscu utkwiła igła, gdy pacjent wbił j sobie w rk. Internista z Kilonii, Georg Hoppe- Seyler, stwierdził rentgenologicznie w 1896 roku arteriosklerotyczne zmiany ttnicy promieniowej. Z kolei berliski lekarz, Wolf Becher, na podstawie dowiadcze na zwierztach wyraził pogld, e promieniowanie Röntgena mona wykorzysta do zdj fotograficznych ołdka pod warunkiem, e napełni si go rodkami kontrastowymi, mało przenikliwymi dla promieni. Po licznych próbach rónych sposobów zastosowania takich rodków pomysł ten zrealizował w kilka lat póniej klinicysta z Monachium, Herman Rieder, wprowadzajc rodek kontrastowy drog doustn (1904)[1, 4]. W kilkanacie miesicy po odkryciu Röntgena opisano ju uwidocznione na fotografiach kamienie ółciowe i nerkowe, w płucach rozróniono rozmaitego rodzaju nacieki oraz zmiany grulicze. Opisywano obrazy guzów, podjto próby oznaczania połoenia płodu u ciarnych kobiet. Ale wszystkie te osignicia wyprzedziła chirurgia kostna, zyskujc w promieniach X precyzyjny rodek do rozpoznania nie tyko złama i zwichni, ale i rónych schorze zapalnych oraz nowotworowych koci i stawów. Wprowadzenie rodków kontrastowych umoliwiło z czasem ogldanie i ocen układu pokarmowego i badanie czynnoci wydzielniczych nerek (urografia) a czciowo i wtroby (cholecystografia) [4]. Rozwój bada za pomoc promieni Röntgena był tak szybki, e ju w 1912 roku Niemieckie Towarzystwo Rentgenologiczne powziło uchwał w myl, której radiologia powinna by uznana za samodzieln dyscyplin lekarsk, równoprawn z innymi specjalnociami [2, 3]. Rentgenodiagnostyka jako specjalno zajmujca si zastosowaniem promieniowania rentgenowskiego Rentgenodiagnostyka jest odrbn specjalnoci lekarsk zajmujc si zastosowaniem promieniowania rentgenowskiego do bada majcych na celu rozpoznanie chorób. Pod pojciem rozpoznanie naley rozumie wykrywanie procesu patologicznego, jego umiejscowienie oraz okrelenie jego charakteru i stopnia zaawansowania. Podczas badania radiologicznego u ok. 50% chorych mona ostatecznie ustali rozpoznanie choroby, u dalszych 30% ma znaczenie pomocnicze, poniewa wnosi wiele wanych informacji, które wykorzystywane s w procesie leczenia. Metody radiologiczne znajduj szczególne zastosowanie w rozpoznaniu: nastpstw urazów, choroby nowotworowej, chorób układu trawiennego, oddechowego i krenia oraz zmian przecieniowych w układzie kostno-stawowym. Stanowi one podstaw działalnoci specjalnoci zabiegowych: chirurgii ogólnej, kardiochirurgii, chirurgii naczyniowej, neurochirurgii, urologii i ortopedii, gdy umoliwiaj lub ułatwiaj ustalenie wskaza do leczenia operacyjnego [5]. 64

5 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie Współczesne systemy rejestracji obrazu radiologicznego Istnieje wiele systemów rejestracji obrazu radiologicznego. Nale do nich: konwencjonalne zdjcie rentgenowskie, radiografia cyfrowa, przewietlenia, systemy umoliwiajce rejestracj czynnoci narzdu oraz tomografia komputerowa [5]. Konwencjonalne zdjcia rentgenowskie Promienie rentgenowskie po przejciu przez ciało pacjenta padaj na powierzchni błony rentgenowskiej, która składa si z polietylowego podłoa, pokrytego z obu stron emulsj fotograficzn. Emulsj tworzy zawiesina bromku i jodku srebra w elatynie. Błona znajduje si w specjalnej kasecie rentgenowskiej. Jej ciany wewntrzne pokryte s foliami wzmacniajcymi, które cile przylegaj do powierzchni błony. Istotnym elementem folii wzmacniajcych jest warstwa luminoforu w zawiesinie plastikowej. Do niedawna najbardziej efektywnym luminoforem był ortowolframian (VI) wapnia CaWO 4. Obecnie wykorzystuje si luminofor ze zwizków pierwiastków ziem rzadkich, które wysyłaj znacznie wicej wiatła widzialnego ni wolframian wapnia. Odpowiedni dobór wielkoci ziarna luminoforu ma istotny wpływ na jako zdjcia i dawk promieniowania, jak otrzymuje pacjent. Folie wzmacniajce zmieniaj znaczn cze padajcych na nie promieni rentgenowskich na wiatło widzialne, a tym samym wzmacniaj efekt nawietlania emulsji fotograficznej. Po nawietlaniu błona rentgenowska, podobnie jak kada błona fotograficzna, poddana jest obróbce fotochemicznej. Proces ten odbywa si automatycznie i składa si z wywołania, kpieli poredniej, utrwalania, płukania i suszenia. Obraz, jaki otrzymujemy na zdjciu rentgenowskim, zaley w duej mierze od geometrii wizki promieni rentgenowskich. Rozbieny kształt wizki powoduje, e fotografowany przedmiot ulega powikszeniu. Niekorzystnemu zniekształceniu obiektu mona zapobiec, jeli znajduje si on moliwie blisko błony (kasety) rentgenowskiej, a odległo ogniska lampy od błony jest dua. Zdjcia rentgenowskie wykonuje si przewanie z odległoci 100 cm. Zniekształcenie przedmiotu w zalenoci od jego połoenia w wizce promieni ilustruje Rys. 4 [6]. W obrazie rentgenowskim, który jest sum nakładajcych si na siebie cieni, trudno niekiedy oceni niektóre czci przedmiotu. Dlatego z zasady przedmiot bada si za pomoc dwóch zdj, w dwóch prostopadłych do siebie rzutach. Dobry obraz rentgenowski powinien charakteryzowa si właciwym kontrastem i dobr ostroci. Pod pojciem kontrastu rozumie si rónice w zaczernieniu poszczególnych pól obrazu, odpowiadajce rónicom gstoci tkanek uwidocznionych na zdjciu [6]. Kontrast obrazu zaley od: jakoci promieniowania, budowy przedmiotu, czułoci błony i rodzaju folii wzmacniajcych oraz iloci promieniowania rozproszonego i stopnia zadymienia błony. Ostroci nazywa si zdolno do dobrego zarysowania granic czci składowych przedmiotu. Nieostro zarysów utrudnia rozpoznanie szczegółów obrazu i ob- 65

6 Katarzyna Kotynia, Jacek Filipecki jawia si wystpowaniem półcienia. Odrónia si cztery rodzaje nieostroci: geometryczn, fotograficzn, ruchow oraz nieostro zalen od promieniowania rozproszonego. Nieostro geometryczna zaley od wielkoci ogniska optycznego lampy rentgenowskiej (Rys. 5). Obowizuje zasada, e im mniejsze ognisko, tym mniejsza nieostro [6]. Nieostro fotograficzna jest zalena od wielkoci ziaren luminoforu folii wzmacniajcej i emulsji błony. Im współczynnik wzmocnienia folii jest wikszy i im czulsza jest błona, tym nieostro jest wiksza. Ruchy przedmiotu lub jego cz- ci s odpowiedzialne za nieostro ruchow. Moe by ona zmniejszona przez krótkie czasy nawietlania lub przez unieruchomienie badanej czci ciała. Rozdzielczoci nazywa si zdolno do uwidaczniania oddzielnie drobnych szczegółów obrazu, które s połoone bardzo blisko siebie. Zdjcia rentgenowskie wykonane bez folii wzmacniajcych maj bardzo dobr zdolno rozdzielcz. Folie wzmacniajce zmniejszaj nieco rozdzielczo błony, pozwalaj jednak zmniejszy dawk promieniowania, jak otrzymuje pacjent [6]. Rys. 4. Zmiana kształtów i wymiarów przedmiotu, zalena od połoenia w stosunku do promienia rodkowego [6]. 66 Rys. 5. Półcie zaleny od wielkoci ogniska lampy [6].

7 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie Radiografia cyfrowa W systemie radiografii cyfrowej w miejsce błony rentgenowskiej wprowadza si odpowiedni foli pamiciow, w której rol bromku i jodku srebra spełniaj zwizki fosforu lub selenu. Po nawietlaniu folii promieniami rentgenowskimi powstaje w niej, podobnie jak w emulsji fotograficznej, obraz utajony. Obraz ten odczytuje si za pomoc czytnika laserowego i zapisuje si w postaci cyfrowej w układzie pamiciowym komputera. Po sprzeniu komputera z drukark laserow mona wynik badania przedstawi na papierze termoczułym lub błonie fotograficznej. Radiografia cyfrowa jest rozwizaniem kosztownym, lecz ma wiele zalet, wród których wymienia si [6]: Wysz czuło kontrastow w porównaniu do emulsji fotograficznej, co umoliwia istotne zmniejszenie dawki promieni X, jak otrzymuje pacjent. Moliwo przetwarzania danych, archiwizowania w układach pamiciowych komputerów i przesyłania na odległo z zachowaniem wysokiej jakoci obrazu. Przewietlenie Przewietlenia s wykonywane za pomoc wzmacniacza obrazu połczonego z telewizj w obwodzie zamknitym. Wzmacniacz obrazu jest szklan bak próniow (Rys. 6). W jej wntrzu znajduj si: ekran luminescencyjny pierwotny, fotokatoda, elektrostatyczne soczewki skupiajce, anoda i ekran wtórny. Zadaniem wzmacniacza jest zmiana promieniowania rentgenowskiego na wiatło widzialne. W zalenoci od rónic pochłaniania promieniowania przez ciało badanego na ekranie wzmacniacza powstaje obraz podobny jak na błonie rentgenowskiej. Zwykle wzmacniacz łczy si z kamer telewizyjn i monitorem, który słuy do prezentacji wyniku badania (Rys. 7) [6]. Korzyci przewietlania za pomoc systemu wzmacniacz obrazu-telewizja s nastpujce [6]: Dua jasno obrazów podczas badania w niezaciemnionym pomieszczeniu. Polepszenie jakoci obrazu przez dobry kontrast i uwidocznienie szczegółów. Zmniejszenie o około 25% obcienia promieniowaniem pacjentów i radiologów. Przeniesienie obrazów na oddalony od pacjenta monitor, magnetowid lub ta- m filmow. Zmiana obrazu analogowego na cyfrowy. 67

8 Katarzyna Kotynia, Jacek Filipecki Rys. 6. Budowa i działanie wzmacniacza obrazu [6]. Rys. 7. Układ wzmacniacz obrazu telewizja do przewietle [6]. 68

9 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie Radiologiczne badania czynnociowe Wiele narzdów, takich jak serce, naczynia, przewód pokarmowy i inne, znajduj si w cigłym ruchu. Pojedyncze zdjcia nie zawsze s wystarczajce do ich oceny. W przypadku badania zjawisk dynamicznych mamy do dyspozycji nastpujce urzdzenia [6]: Zmieniacz błon rentgenowskich, umoliwiajcy wykonanie do 12 zdj /s. System ten znajduje szczególne zastosowanie w konwencjonalnej angiografii. Kamera filmowa 35 mm, połczona ze wzmacniaczem obrazu, umoliwia wykonanie do 200 zdj /s. Znajduje zastosowanie w badaniach serca (koronarografia, kontrastowe badanie serca). Magnetowid z zapisem obrazu na tamie magnetycznej (badanie aktu połykania, przełyku, odpływów pcherzowo - moczowodowych itp.). Systemy cyfrowe z moliwoci przetwarzania obrazu. Cyfrowa angiografia subtrakcyjna Stanowi ona udoskonalenie dotychczasowych metod badania serca i układu naczyniowego. Istota działania tej metody jest zbliona do subtrakcji fotograficznej, która polega na nałoeniu dwóch obrazów rentgenowskich: pozytywu zdjcia przegldowego i negatywu wykonanego po podaniu do okrelonego obszaru naczyniowego rodka cieniujcego. Wymieniona technika (subtrakcji) cieni czci mikkich i koci pozwala na lepsze uwidocznienie badania naczy krwiononych. W systemach cyfrowej angiografii subtrakcyjnej obrazy pozytywowe i negatywowe s rejestrowane nie na błonie rentgenowskiej, a w układach pamiciowych komputera. Technika ta, oparta na radiografii cyfrowej, cechuje si szczególnie wysok zdolnoci rozdzielcz kontrastow. Umoliwia ona uwidocznienie aorty i jej głównych rozgałzie po doylnym podaniu rodka cieniujcego bez potrzeby cewnikowania ttnic [5, 8, 9]. Rys. 8. Zasada subtrakcji [6]. 69

10 Katarzyna Kotynia, Jacek Filipecki Wykorzystanie lampy rentgenowskiej w tomografii komputerowej Tomograf komputerowy dla wytworzenia obrazu wykorzystuje lamp rentgenowsk umieszczon we wntrzu gantry, emitujc promieniowanie rentgenowskie i wykonujc ruch obrotowy wokół pacjenta. Układ detektorów znajdujcych si po przeciwnej stronie wychwytuje wizk promieniowania, która przeszła przez ciało chorego. W tomografie komputerowym włanie matryca detektorów, a nie błona rentgenowska, jest receptorem obrazu. Odpowiednie algorytmy komputerowe wykorzystywane s do tworzenia cyfrowych obrazów tomograficznych ciała w płaszczynie osiowej (Rys. 9). Bardzo istotne dla jakoci powstajcego w tomografii komputerowej obrazu jest zastosowanie kolimatorów radiografii klasycznej. Uycie kolimatorów znaczco zmniejsza dawk promieniowania pochłonit przez pacjenta dziki ograniczeniu objtoci tkanek poddawanych napromieniowaniu, zwłaszcza równie nasilenie niepo- danych skutków wykonanej ekspozycji, takich jak powstawanie promieniowania rozproszonego. Tomograf komputerowy wykorzystuje, co najmniej dwa układy kolimatorów. Jeden z nich przylega do obudowy lampy rentgenowskiej i ogranicza wizk promieni przed jej dotarciem do badanego obiektu, drugi umieszczony jest w bezporednim ssiedztwie detektorów promieniowania. Wspólne działanie takiego układu regulacji wizki pozwala na dokładne okrelenie podanej gruboci obrazowanej warstwy. W radiografii konwencjonalnej, struktury anatomiczne zostaj przedstawione w postaci obrazu analogowego, na błonie rentgenowskiej, pełnicej w tym przypadku rol detektora promieniowania. W tomografii komputerowej, wizka promieni rentgenowskich przenikajcych przez ciało pacjenta ulega osłabieniu i na podstawie pomiaru przypisany jest jej współczynnik osłabienia. Współczynnik ten, mierzony jest w tzw. jednostkach Hounsfielda, okrela redni gsto danej objtoci tkanki (woksel), wskazujc tym samym stopie pochłaniania przez ni promieniowania. Przyjto, e w tomografii komputerowej gstoci wody odpowiada w przyblieniu warto 0, gsto powietrza (czarny kolor na obrazie TK), a gstoci istoty zbitej koci (biały kolor na obrazie TK) jednostek Hounsfielda. Wszystkim tkankom badanego obszaru o gstociach porednich pomidzy gstoci wody odpowiadaj róne dodatnie wartoci wyraone w jednostkach Hounsfielda, które na powstajcym obrazie tomograficznym reprezentowane s przez róne odcienie skali szaroci. Kady woksel o charakterystycznej dla siebie redniej gstoci wyraonej w jednostkach Hounsfielda, jest wywietlany na monitorze komputerowym aparatu TK w postaci dwuwymiarowej mapy pikseli. Personel pracowni tomograficznej powinien umie zmienia wygld obrazu TK na monitorze poprzez regulacj jego kontrastu (szerokoci podziału wartoci j. H. czyli szerokoci tzw. okna ) oraz wybór gstoci odpowiedniej dla wybranych tkanek (czyli poziomu okna). I tak, na przykład, dla najlepszego przedstawienia i dokładnego umiejscowienia uszkodze w obrbie koci, najbardziej odpowiednie jest ustawienie szerokoci okna, przy jednoczesnym wysokim poziomie okna (tzw. okno kostne ). 70

11 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie Obrazowanie układu miniowo-szkieletowego, a w szczególnoci krgosłupa, wymaga na ogół dobrego uwidocznienia na kadej warstwie przekroju osiowego zarówno tkanek mikkich, jak i struktur kostnych, co wie si zwykle z koniecznoci wykonania osobnej dokumentacji zdjciowej badanej okolicy w dwóch rónych oknach (najczciej oknie tkankowym i kostnym) [7-9]. Rys. 9. Tomograf komputerowy nie wykorzystuje błony rentgenowskiej jako receptora obrazu, wykorzystuje natomiast matryc detektorów [7]. Techniki obrazowania Powszechnie stosowana technika badania TK odcinka ldwiowego krgosłupa polega na obrazowaniu przylegajcych do siebie warstw w płaszczynie ukonej, pochylonej nieznacznie (w zakresie maksymalnego odchylenia gantry, czyli najczciej od +25 do -25º) wzgldem płaszczyzny osiowej, dla dostosowania kta nachylenia poszczególnych przestrzeni midzykrgowych. Grubo kadej z warstw nie powinna przekracza 3-5 mm. Na poziomie L5-S1, mona uzyska czsto tylko obrazy warstwy zblionej do płaszczyzny tarczy midzykrgowej, poniewa kt jej nachylenia wykracza czsto poza zakres maksymalnego wychylenia gantry tomografu. Wykonanie właciwego badania tomograficznego, musi by kadorazowo poprzedzone wykonaniem cyfrowego obrazu pilotowego (topogramu) w projekcji bocznej lub wiecowej. Pozwala to na dokładne umiejscowienie wykonanych w póniejszym czasie przekrojów ciała w płaszczynie osiowej (Rys. 10). 71

12 Katarzyna Kotynia, Jacek Filipecki 72 Rys. 10. Typowy układ zdj z tomografii komputerowej z obrazami pilotowymi topogramami (obrazy w lewym górnym rogu), umoliwiajcymi zaplanowanie badanych warstw [7]. Inna, stosowana powszechnie technika wykonania badania tomograficznego, polega na obrazowaniu kolejnych warstw ciała w płaszczynie osiowej wizk pionow, prostopadł do blatu stołu tomografu. Tego rodzaju przekroje osiowe mog zosta poddane dalszej obróbce komputerowej, czyli procesowi tzw. rekonstruowania. Pozwala on na uzyskanie rekonstrukcji obrazu w płaszczynie strzałkowej i wiecowej. Mimo, e obrazy te wykazuj czsto znaczn przewag w przedstawianiu niektórych struktur anatomicznych, rzadko mog one dostarczy wikszej iloci informacji ni badania wykonane rutynowo w jednej płaszczynie (Rys. 11). Uyteczno obrazów rekonstruowanych w płaszczynie wiecowej lub strzałkowej wykorzystywana jest najczciej w sytuacjach, kiedy mamy do czynienia z uszkodzeniami w rodzaju złama złoonych koci. Moliwe jest równie wykonanie rekonstrukcji w celu otrzymania obrazu trójwymiarowego (tzw. rekonstrukcja 3D ) (Rys. 12) [9]. Przewaga tomografii komputerowej nad radiografi klasyczn dotyczy głównie znacznie wikszej zdolnoci tomografii do rozróniania obiektów o małym kontra- cie, przedstawienia poprzecznych przekrojów anatomicznych oraz moliwoci rekonstruowania uzyskanego obrazu w płaszczyznach dodatkowych strzałkowej i wiecowej. Rozdzielczo przestrzenna tomografii komputerowej jest jednak mniejsza ni bada konwencjonalnych. Ponadto dawka promieniowania, przypadajca na powierzchni skóry w obszarze działania ograniczonej kolimatorem wizki, pochłonita przez pacjenta podczas badania tomograficznego jest znacznie wysza, czsto o 3-5 radów [7, 8].

13 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie Rys. 11. Rekonstrukcja dwuwymiarowego obrazu krgosłupa szyjnego w płaszczynie strzałkowej, pokazujca przerostowe, wytwórcze zmiany w krgosłupie, bdce przyczyn zmniejszenia słupa kontrastu w worku oponowym (strzałka) [7]. Rys. 12. Trójwymiarowa rekonstrukcja obrazu TK podstawy czaszki [7]. 73

14 Katarzyna Kotynia, Jacek Filipecki Mielografia TK Mielografia tomografii komputerowej (TKM), to pojcie okrelajce badanie tomograficzne wykonane po uprzednim wstrzykniciu rodka cieniujcego do przestrzeni podpajczynówkowej. Wraz z nadejciem ery wykonania bada MR, mielografia TK przestała by uwaana za metod, która powinna by wykonywana rutynowo w diagnostyce obrazowej krgosłupa. Moe ona by jednak pomocna, w wyjtkowych sytuacjach, kiedy badania MR i TK nie dostarczaj informacji wystarczajcych do rozwizania problemu klinicznego [7, 8]. Artrografia Badanie stawów w tomografii komputerowej wymaga zwykle podania rodka cieniujcego. Artrografia TK jest badaniem wykonywanym ostatnio znacznie rzadziej, po czci dziki powszechniej dostpnym i wykonywanym badaniom MR. Przewaga badania metod rezonansu magnetycznego krwi w jego, nieinwazyjnoci, co wicej, właciwy dla tej metody duy kontrast pomidzy tkankami mikkimi powoduje, e badanie MR jest idealn metod obrazowania wikszoci głównych stawów. Jednak niektóre stawy mog by cigle jeszcze poddane lepszej ocenie przy uyciu artrografii TK, czego najlepszym przykładem moe by diagnostyka stawu barkowego i biodrowego [7, 8]. Zastosowanie kliniczne tomografii komputerowej [4, 7, 8]: 74 Uraz. Za główne wskazanie do wykonania badania TK uwaa si obecnie przypadki, w których doszło do urazu, szczególnie do urazu czaszki lub krgosłupa, ale badanie tomograficzne moe by bardzo przydatne take w ocenie złoonych złama w okolicy biodra i barku. Guzy. Metod wyboru, słuc obrazowaniu i ocenie guzów tkanek mikkich jest obecnie badanie MR. Badanie TK wykazuj du warto w diagnostyce guzów zajmujcych koci. Wikszo przypadków stwierdzonych klinicznie guzów koci wymaga przeprowadzenia diagnostyki przy uyciu obu metod obrazowania, co wydatnie pomaga w podjciu decyzji o dalszym leczeniu. Analiza mineralna koci. Ze wzgldu na to, e tomografia komputerowa posiada zdolno okrelania współczynnika osłabienia promieniowania rentgenowskiego przez poszczególne tkanki, ta metoda obrazowania wykazuje szczególn warto w dokładnej analizie ilociowej składników mineralnych koci, zwłaszcza w przypadku osteoporozy. Badanie TK jamy brzusznej. Badanie TK znajduje powszechne zastosowanie w diagnostyce narzdów jamy brzusznej, czsto w połczeniu z badaniem ultrasonograficznym. Przykładem wykorzystania TK w tej diagnostyce jest ttniak aorty brzusznej. Jest ono przeprowadzane po ujawnieniu poszerzenia tego

15 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w medycynie naczynia oraz stwierdzeniu obecnoci zmian miadycowych z konwencjonalnych, przegldowych zdjciach rentgenowskich jamy brzusznej lub krgosłupa ldwiowego. Podsumowanie Niektórzy uwaaj, e zastosowanie technik rentgenowskich przeyło ju czasy wietnoci i coraz czciej bdzie zastpowane przez inne metody, chociaby MR. Jednak przyszło ta nie nastpi zbyt szybko, poniewa na razie nie ma konkurencyjnej metody z punktu widzenia obrazowania struktur kostnych oraz wysokorozdzielczociowego wizualizowania rozmieszczenia struktur naszego organizmu. Rentgenowska tomografia komputerowa umoliwia dodatkowo wykonywanie operacji z jednoczesnym obrazowaniem (otwarte tomografy), dziki czemu lekarz wie gdzie znajduje si w tej chwili narzdzie. Technika MR nie nadaje si do tego typu obrazowania ze wzgldu na silne pole magnetyczne, które uniemoliwia zastosowanie konwencjonalnych metalowych narzdzi chirurgicznych. Dodatkowo mało komfortowy wydaje si by dla chirurga olbrzymi hałas w pomieszczeniu z uruchomionym skanerem MR. Naley si równie zastanowi, czy warto jest rezygnowa z konwencjonalnych technik rentgenowskich na rzecz dokładniejszych, ale o wiele droszych technik obrazowania, w przypadku kiedy a taka dokładno wcale nie jest wymagana. Ponadto czas powicony na badanie CT lub MR jest znacznie wikszy i wymaga czsto odpowiedniego przygotowania pacjenta. Obecnie opracowuje si coraz to nowsze algorytmy umoliwiajce obrazowanie narzdów, zmniejszajce czas wykonywania badania. Projektuje si równie coraz to nowsze i dokładniejsze detektory promieniowania X, jak równie wydajniejsze lampy rentgenowskie wraz z wydajniejszymi systemami chłodzenia. Dy si do zminimalizowania promieniowania absorbowanego przez pacjenta, przez co do obnienia jego skutków ubocznych. Czy istnieje jeszcze przyszło dla promieniowania rentgenowskiego? Jak najbardziej tak. Dopóki nie zostan wynalezione inne sposoby wizualizacji tkanek twardych, o znacznie lepszych właciwociach i moliwociach, promienie Röntgena bd wiodły prym wród metod diagnostycznych. Literatura [1] J. Hurwic, Twórcy nauki o promieniotwórczoci, PWN Warszawa (1989). [2] R. Cierniak, Tomografia komputerowa, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa (2005). [3] B. Seyda, Dzieje medycyny w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (1973). [4] S. Klewenhagen, Promieniowanie X i ich zastosowanie w medycynie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL (1965). [5] W. S. Gumułka, W. Rewerski, Encyklopedia zdrowia, T 1-2, PWN, Warszawa (1994). [6] B. Pruszyski, Radiologia. Diagnostyka obrazowa RTG, TK, USG, MR i radioizotopy, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (1999). [7] D. M. Marchiori, Radiologia kliniczna, Wydawnictwo Czelej, Lublin (1999). 75

16 Katarzyna Kotynia, Jacek Filipecki [8] G. Pawlicki, T. Pałko, N. Golnik, B. Gwiazdowska, L. Kidicki, Fizyka medyczna, T 9, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa (2002). [9] W. Gorczko, Radiochemia i ochrona zdrowia, Wydawnictwo Politechniki Poznaskiej, Pozna (2003). 76