Компьютерная томография сердца: радиационная безопасность и контрастные средства

28 Января в 13:48 1593 0


КТ - метод, основанный на технологии использования рентгеновского излучения. Его использование невозможно без воздействия на пациента потенциально вредного ионизирующего излучения. Однако из-за равномерного распределения излучения повреждения (эритема кожи) проявляются редко. При КТ сердца наиболее существенны стохастические эффекты, когда клеточные мутации могут привести к раку или генетическим изменениям. Эти эффекты дозозависимы и, вероятно, не имеют минимального порога облучения для их возникновения. 

Принципиальным параметром поглощенной дозы, то есть количества поглощенной энергии на единицу массы, служит индекс дозы КТ, который можно измерить ионизационной камерой вдоль оси Z за время одного оборота трубки. Взвешенный индекс дозы КТ может быть вычислен с учетом неоднородного распределения дозы КТ в пределах тела; объемный индекс дозы КТ рассчитывают для участков тела, которые вовлекаются при КТ-сканировании с учетом сканирования прилегающими или перекрывающимися срезами. 

Чтобы определить дозу облучения всей области сканирования, общую дозу облучения (мГр×см), необходимо умножить объемный индекс дозы КТ на длину зоны сканирования. Повреждение или риск КТ-сканирования зависит от восприимчивости органов или области тела, подвергнутой воздействию рентгеновских лучей. Эффективная доза отражает риск повреждающего воздействия полученной дозы на определенную область тела и может быть вычислена путем умножения общей дозы облучения на коэффициент конверсии (k), характеризующий определенную область тела. Для КТ груди эффективную дозу вычисляют по следующей формуле: 
E = 0,017 × ОДО, 
где E - эффективная доза (мЗв), ОДО - общая доза облучения (мГр×см). 

Спиральная КТ с синхронизацией с ЭКГ связана с относительно высокой дозой облучения, результат сканирования с частичным перекрытием срезов должен гарантировать полезность данных КТ на всем протяжении сердечного цикла. Кроме того, тонкая коллимация детектора и быстрое вращение сканера нуждаются в большом потоке лучей для того, чтобы избежать чрезмерных шумов на изображении. Дебаты о потенциальной опасности при КТ сердца вынуждают производителей и операторов снижать дозу облучения, желательно без потери диагностической ценности. 

Техническими инновациями, позволяющими снизить дозу облучения являются: ЭКГ-зависимое изменение интенсивности рентгеновского излучения при спиральном сканировании, автоматическая адаптация излучения рентгеновской трубки в зависимости от анатомии и общего ослабления излучения в зоне сканирования, смещение стола в зависимости от ЧСС, для того чтобы избежать наложения при сканировании, а также пошаговое сканирование с использованием ЭКГ-тригера (рис. 1). 

По принципу ALARA* (настолько низко, насколько возможно) оператор обязан пытаться достичь максимальной диагностической ценности (не максимального эстетического качества) при минимальной дозе облучения. Индивидуализированные дозоуменьшающие протоколы сканирования включают пониженное напряжение трубки (100 вместо 120 кВ) и силы тока (мА), когда размеры тела пациента это позволяют, и как можно узкие зоны сканирования, чтобы избежать излишнего сканирования тела выше и ниже сердца. Однако первый наиболее важный шаг - подтверждение необходимости применения этого метода исследования с точки зрения альтернативных методов диагностики. 

Дозоснижающие технологии. Протоколы традиционной спиральной КТ, синхронизированной с ЭКГ, включают непрерывное сканирование через весь сердечный цикл, сопровождающееся значительной дозой облучения (A). Предполагаемая модуляция рентгеновской трубки при помощи синхронизации с ЭКГ может быть использована для уменьшения рентгеновского излучения вне фазы сердечного цикла, которые вносят незначительный вклад в интерпретацию ангиографических изображений (Б). Ток рентгеновской трубки, моделированный при помощи синхронизации с ЭКГ по времени, основанной на предыдущих сердечных циклах, приводится к низкому уровню (приблизительно 20%), позволяющему выполнять функциональные реконструкции полостей сердца. Период полной экспозиции достаточно широк, чтобы позволить выполнить реконструкцию изображений в различных фазах сердечного цикла. Дополнительного снижения дозы можно достичь за счет уменьшения периода полной экспозиции с дальнейшим сокращением излучения трубки (В). Системы с переменной скоростью движения стола могут ускорить движение стола, понижая дозу облучения, при повышении ЧСС у пациента (Г). Во время пошагового компьютерного сканирования с синхронизацией по ЭКГ рентгеновское излучение присутствует только во время получения аксиальных изображений (Д). Основанная на анатомии модуляция тока рентгеновской трубки позволяет току трубки изменяться на основании количества тканей, задействованных в общем ослаблении рентгеновских лучей. Этого можно достичь при угловом (в плоскости среза) направлении путем уменьшения тока трубки при сканировании в переднезаднем направлении и повышения его при сканировании в латеральном направлении (Е). Модуляции тока также можно производить в зависимости от объема ткани в продольном направлении.
Рис. 1. Дозоснижающие технологии. Протоколы традиционной спиральной КТ, синхронизированной с ЭКГ, включают непрерывное сканирование через весь сердечный цикл, сопровождающееся значительной дозой облучения (A). 
Предполагаемая модуляция рентгеновской трубки при помощи синхронизации с ЭКГ может быть использована для уменьшения рентгеновского излучения вне фазы сердечного цикла, которые вносят незначительный вклад в интерпретацию ангиографических изображений (Б). Ток рентгеновской трубки, моделированный при помощи синхронизации с ЭКГ по времени, основанной на предыдущих сердечных циклах, приводится к низкому уровню (приблизительно 20%), позволяющему выполнять функциональные реконструкции полостей сердца. Период полной экспозиции достаточно широк, чтобы позволить выполнить реконструкцию изображений в различных фазах сердечного цикла. 
Дополнительного снижения дозы можно достичь за счет уменьшения периода полной экспозиции с дальнейшим сокращением излучения трубки (В). 
Системы с переменной скоростью движения стола могут ускорить движение стола, понижая дозу облучения, при повышении ЧСС у пациента (Г). 
Во время пошагового компьютерного сканирования с синхронизацией по ЭКГ рентгеновское излучение присутствует только во время получения аксиальных изображений (Д). Основанная на анатомии модуляция тока рентгеновской трубки позволяет току трубки изменяться на основании количества тканей, задействованных в общем ослаблении рентгеновских лучей. 
Этого можно достичь при угловом (в плоскости среза) направлении путем уменьшения тока трубки при сканировании в переднезаднем направлении и повышения его при сканировании в латеральном направлении (Е). Модуляции тока также можно производить в зависимости от объема ткани в продольном направлении.


ALARA (от англ. As Low As Reasonably Achievable) - один из основных критериев, рекомендуемых Между-народной комиссией по радиологической защите с целью минимизации вредного воздействия ионизирующей радиации. Предусматривает поддержание на возможно низком и достижимом уровне как индивидуальных (ниже пределов, установленных действующими нормами), так и коллективных доз облучения, с учетом социальных и экономических факторов. 

С развитием более мощных КТ-систем доза облучения при КТ сердца постепенно увеличивалась от 10 мЗв и ниже при КТ с 4 рядами детекторов до 15-20 мЗв при КТ с 64 рядами детекторов. При использовании упомянутых выше мероприятий дозу можно понизить до 5-10 мЗв в зависимости от индивидуальных особенностей пациента (размера сердца и сердечного ритма), а также доступных дозоснижающих нововведений в КТ-системе. 

Использование пошагового сканирования с ЭКГ триггером у некоторых пациентов может снизить дозу облучения даже менее 5 мЗв. Для сравнения, ежегодное радиационное облучение от естественных источников варьирует в диапазоне 2-4 мЗв, в зависимости от местоположения. Радиационное облучение при классической ангиографии составляет 4-5 мЗв. 

Использование контрастных веществ связывают с низким риском развития контрастиндуцированной нефропатии и хорошей переносимостью, однако больным с ХПН не следует проводить такие исследования.

Dudley J. Pennell, Udo P. Sechtem, Sanjay Prasad и Frank E. Rademakers 
Магнитно-резонансная томография сердца
Похожие статьи
показать еще
 
Сердечно-сосудистая хирургия