Как стать автором
Обновить

Компьютерная томография: от современной клиники до изучения древнего человека

Время на прочтение7 мин
Количество просмотров7.7K
Всего голосов 40: ↑40 и ↓0+56
Комментарии29

Комментарии 29

Интересно было бы ещё почитать, чем отличаются КТ и МРТ.

Отличная идея для написания!

КТ - это просвечивание рентгеновскими лучами, хорошо отличает кости от мягких тканей.

МРТ - ядерно-магнитно-резонансная томография, тело помещается в мощное магнитное поле (с градиентом), и ядра атомов водорода получают расщепленный пик поглощения радиоизлучения. То есть, по сути, визуализирует концентрацию водорода (в основном в виде воды, хотя для ЯМР почти без разницы, в каком соединении атом) в тканях

ПЭТ - позитронно-эмиссионная томография, в кровь подают короткоживущий радиоизотоп в составе глюкозы, глюкоза избирательно накапливается опухолью, и затем излучает гамма-излучение. Томограф содержит датчики, позволяющие определить координаты в организме, откуда излучился гамма-квант. Детектор примерно такой же, как в БАК (это объясняет, для чего практически нужны фундаментальные научные исследования). Часто ПЭТ совмещают с КТ, и можно строить двухслойную трехмерную картинку (видеть и опухоль, и окружающие ткани)

Как раз здесь были хорошие статьи,

https://habr.com/ru/post/405355/

https://habr.com/ru/post/427897/

https://habr.com/ru/post/439752/

https://habr.com/ru/post/599105/

https://habr.com/ru/post/480234/

Кроме "железа", на переднем крае науки и алгоритмы обработки изображений. До 2019 года было много публикаций, потом стало меньше. То ли доработали до достаточных результатов, то ли засекречивают.

Рентгеновское опаснее за счет ощутимой дозы излучения, но от 1 раза в год пользы больше, чем вреда (если исследование назначено обоснованно).

Слова "Ядерный" можно не бояться. В МРТ вредные факторы - это магнитное поле и нагрев за счет радиоизлуения.

Детектор примерно такой же, как в БАК (это объясняет, для чего практически нужны фундаментальные научные исследования)

"Приземление" результатов фундаментальных исследований в CERN это появление датчиков - счетчиков фотонов серии Medipix, благодаря работе коллаборации https://medipix.web.cern.ch/.
Передний край развития "железа" в КТ это как раз использование датчиков - счетчиков фотонов. Это позволяет значительно уменьшить дозу при таком же качестве изображения, и еще открывает возможности спектральной КТ. Siemens такой сканер выпустили буквально год назад https://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography/photon-counting-ct-scanner/naeotom-alpha

Очень любопытно, спасибо!

Знала что существуют такие технологии, про мумий знала, а вот что с помощью КТ можно, практически, восстановить в деталях жизнь древнего человека - впервые слышу.

Глядишь, действительно скоро та сцена в фильме парк юрского периода 3, в которой восстановили голос велоцираптора тоже станет доступной. Время новых технологий настало))

Сырой сигнал отправляется в компьютер, где подвергается математическим преобразованиям. Их суть — решение системы линейных уравнений. Изображение размером 200х200 пикселей требует решения 40.000 уравнений.

Хмм, то есть по сути томограф показывает некую "вычисленную" картинку, а не живое изображение? А значит может и ошибаться?

Зависит от исходных данных. Если совсем грубо, то это примерно как в судоку: если заполнено достаточное количество клеток, то остальные можно заполнить со 100% точностью.

Судоку это всё-таки дискретная система..

Совсем грубо :)

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Наш мозг тоже показывает некую вычисленную картинку, и тоже может ошибаться. И ошибается. Ничего, живем как-то.

Секрет раскрывается в английском названии: сomputed tomography, т.е. вычисленная томография

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Спасибо за рентген :) Эта радиационная тема относительно редко освещается на хабре.
Раскажите, пожалуйста, про внутривенные контрасты. Какие есть сегодня, какіе появятся завтра (если для их появления есть предпосылки).

Думаю, об этом будет наша следующая статья

Порой ловишь себя на мысли, что нас окружает столько благ современного мира, о которых мы и не задумываемся. При этом они все являются результатом кропотливого труда уймы народу, от теоретиков до практиков.

За статью спасибо.

До появления КТ неврологи и особенно нейрохируги, считающиеся элитой врачебной профессии, в совершенстве владели методом постановки т.н. топического диагноза - по сочетанию симптомов и результатов клинического осмотра с точностью ставить, где конкретно в нервной системе повреждение - например очень грубо - рука, нога слева не шевелятся, с той же стороны рефлекс Бабинского, лицо с той же стороны обвисло, но речь сохранилась - ага, поражение коры головного мозга справа, правосторонний инсульт скорее всего. Найти локализацию опухоли перед операцией было большим искусством, так как цена ошибки была неопемрно высока.

Теперь при первых признаках неврологии пациента отправляют "снимать голову" даже не неврологи, а терапевты, а сами неврологи постепенно теряют навыки топического диагноза и остаются для тех патологий, которые надежно выявить с помощью КТ невозможно, например патологий периферической нервной системы.

надо бы срочно ML обучить на симптомах и результатах КТ. А потом можно свести до номограммы, нужно просто хорошо обобщить данные, чтобы при невозможности сделать КТ, простые случаи можно было бы вычислять вручную.

В врачей-человеков хорошо бы конечно снова этот навык записать, но долго и не масштабируемо, лучше что-то новое изучить и применять.

Кто возьмется?

Это делалось и делается, и деньги выделяются, я как раз в этой области кручусь (ML в биомедицине). Но возникают затруднения - несмотря на долгую историю медицины и традиции общих стандартов опроса пациентов нет, да и в радиологии несмотря на попытки стандартизации форматов и вариантов вагон и маленькая тележка. Разные КТ или МРТ машины могут выдавать разные картинки, не так легко сравнивать результат МРТ из мелкой клиники с полтеслой мощности магнитов, где видно что мозг есть, и МРТ из огромной университетской клиники, способной делать трактографию. Плюс юридические вопросы- кто отвечает за результат, плюс сложности коммуникации врачей и дата саентистов (я посередине, поверьте, там мало точек соприкосновений в плане фундаментальных знаний).

Пока что машина не может заменить человека, но она может здорово облегчить работу врача. Кто б выделили денежек, чтобы сделать такую систему с общими под всю индустрию стандартами...

Для периферической нервной системы есть электронейромиография.

Если б вы знали, сколько с ней мороки (и получения данных и интерпретации). В сложных случаях требуется брать биопсию нервов, что в принципе не очень сложно, но там уже подключаются патологоанатомы.

Я знаю, делал несколько раз игольчатую и стимуляционную ЭНМГ. Действител но морока.

Стоит ещё указать дозу получаемой радиации (как вариант - приведённой к флюорограмме).

А так же вероятность развития терминальной стадии рака (некоторые источники указывают 1 из 2000)

Доза зависит от того, какие ткани облучались. Например, в кишечнике много быстро делящихся клеток, они чувствительнее к радиации, а в голове быстро делящихся клеток относительно мало (Если, что я физик, а не врач). Для учета этого вводят эффективную дозу, т.е. суммируют эквивалентные дозы полученные разными частями организма и умноженные на соответствующий взвешивающий коэффициент (они для разных тканей разные).

Поэтому говорить, что

А так же вероятность развития терминальной стадии рака (некоторые источники указывают 1 из 2000)

без указания конкретной дозы нет смысла. Отмечу также, что на Земле есть регионы, где уровень радиации заметно выше среднего и на местных жителей это особо не влияет (данное утверждение 7:20). Да действительно, официально принятая линейная гипотеза подразумевает, что нет безопасных доз, но это скорее некое рамочное ограничение сверху в целях перестраховки. Например недавно выходило исследования, в котором не нашли вреда от малых и даже не очень малых (по меркам обычной жизни) доз радиации, что согласуется с пороговой гипотезой. Это не говоря о том, что есть гипотеза гормезиса, которая указывает на полезность малых доз радиации, что показано, например, для выживших в Хиросиме и Нагасаки. Более подробно, про все эти варианты оценок можно почитать, например, в книге "Занимательная радиация" Александра Константинова или в хорошем учебнике "Радиоактивность, ионизирующее излучение и ядерная энергетика" Хала И., Навратил Дж. Д.

На рисунке — компьютерный томограф Siemens.
Интересно, кто и как теперь будет поставлять для него расходники и запчасти.

Жаль, что методы томографии слабо применимы в интроскопии (маммологию не предлагать)... мне очень не хватает полноценных научных работ на русском в данном направлении.

п.с. есть мнение, что в нашей стране интроскопией вообще никто не интересовался, а это актуальный вопрос, между прочим и очень интересный.

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий