Автореферат и диссертация по медицине (14.00.19) на тему:Возможности использования цифровой флюорографической камеры для проведения проверочных и диагностических исследований органов грудной полости

На правах рукописи

МАРЧЕНКО Наталья Викторовна

ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ФЛЮОРОГРАФИЧЕСКОЙ КАМЕРЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОВЕРОЧНЫХ И ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОРГАНОВ ГРУДНОЙ ПОЛОСТИ

14.00.19 - лучевая диагностика, лучевая терапия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург - 2004

Работа выполнена в Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова

Научный руководитель: доктор медицинских наук профессор Черемисин Владимир Максимович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор Мазур Виктор Григорьевич доктор медицинских наук профессор Поздняков Александр Владимирович

Ведущая организация — Санкт-Петербургский Государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

Защита диссертации состоится года в

на заседании диссертационного совета Д 215.002.11 в Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова.

Автореферат разослан Ч^О" мая 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор

Ищенко Борис Ионович

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

В последние годы заболевания легких, прежде всего туберкулез и рак, находятся на острие проблемы всей практической медицины, как в нашей стране, так и за рубежом (Михайлов А.Н., 2000). В целом в 1999 году под наблюдением в противотуберкулезных учреждениях России находилось 2,2 миллиона человек больных различными формами заболевания, в том числе, 300 тысяч больных активными формами. В структуре заболеваемости населения злокачественными заболеваниями рак легкого занимает первое место и составляет 14,7%. Особенно распространено заболевание среди мужчин, у которых каждая третья злокачественная опухоль локализуется в органах системы дыхания (Белова И.Б.,2001).

Основным методом первичной диагностики легочной патологии на поликлиническом уровне является система профилактической флюорографии, созданная в 40-50-е годы. В настоящее время разработана целевая федеральная программа о принятии неотложных мер по борьбе с туберкулезом, которая предусматривает активное выявление заболевания рентгенологическим методом (Постановление Правительства Рос. Федерации, 1997). Однако в последние годы метод рентгенодиагностики претерпел существенные изменения - на смену традиционной рентгенографии пришли цифровые методы формирования, регистрации и обработки рентгеновских изображений. Внедрение цифровых технологий в рентгенодиагностику определяется целым рядом их преимуществ, связанных с исключением мокрого фотопроцесса обработки пленки и отсутствием необходимости ее архивирования, повышается диагностическая информативность исследований за счет математической обработки зарегистрированных изображений, организации их хранения в электронном виде и возможности передачи на расстояния при использовании современных систем связи (Зеликман М.И., 2001). Кроме того, использование цифровых технологий приводит к заметному снижению лучевой нагрузки на обследуемых и на персонал. Внедрение в практическое здравоохранение цифровой флюорографической техники способно повысить эффективность

го туберкулеза и других заболевании органов дыхания (Портной Л.М., 1999, KovalenkoY.N.,2001).

Цифровая флюорография - это сравнительно новое направление в рентгенологии, в связи с чем вопросы ее практического использования в поликлинических и стационарных условиях освещены в литературе недостаточно. Отсутствует анализ возможностей метода в проведении профилактических осмотров населения, не изучена эффективность в выявлении различных заболеваний органов грудной полости при проведении профилактических осмотров и в оценке динамики патологических процессов, не разработаны практические рекомендации о рациональном использовании цифровой флюорографии. Требуют уточнения данные о лучевой нагрузке на пациента при исследовании, представляет интерес сравнение диагностических возможностей обычной пленочной флюорографии и цифровой флюорографии легких. В последние годы создан ряд цифровых рентгеновских установок, являющихся альтернативой пленочной флюорографии. Фирмой «Электрон», Санкт-Петербург, Россия, была создана малодозовая высокопроизводительная система регистрации рентгеновского изображения — цифровая флюорографическая камера КФЦ.

ЦЕЛЬЮ настоящего исследования является определение значения цифровой флюорографии в проведении проверочных и диагностических исследований.

В соответствии с целью исследования были определены следующие основные ЗАДАЧИ:

1. Определить и оценить физико-технические возможности КФЦ.

2. Изучить особенности методики цифровой флюорографии на флюорографической камере КФЦ при плановой работе и в условиях массового поступления больных.

3. Изучить преимущества и недостатки цифровой флюорографии.

4. Изучить и оценить особенности получаемого цифрового изображения органов грудной клетки.

5. Определить возможность КФЦ в визуализации легочной ткани в норме.

6. Выяснить эффективность цифровых изображений при основных рентгенологических синдромах заболеваний легких.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Впервые изучены возможности камеры флюорографической цифровой (КФЦ) с высокоразрешаюшей матрицей и малой дозой облучения в проведении проверочной и диагностической флюорографии, подробно изучены особенности цифрового изображения органов грудной полости в норме и при патологии, проанализированы возможности КФЦ в визуализации основных рентгенологических синдромов заболеваний органов грудной полости. Проведено сопоставление результатов цифровой флюорографии с данными пленочной флюорографии, широкоформатной рентгенографии, спиральной рентгеновской компьютерной томографии.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Проведенные исследования показали высокую информативность цифровой флюорографии в оценке различных патологических изменений в легких. Цифровая флюорография позволяет с высокой эффективностью распознавать начальные проявления различных заболеваний легких, таких как туберкулез органов дыхания, острые и хронические заболевания легких неспецифической природы, злокачественные и доброкачественные опухоли и др., при которых необходима дифференциальная диагностика. Применение цифровой флюорографии для оценки динамики течения различных заболеваний легких позволяет получать информацию об особенностях рентгенологической картины заболевания в различных стадиях патологического процесса. Низкая лучевая нагрузка при цифровых исследованиях позволяет осуществлять более частый рентгенологический контроль, что способствует своевременному обнаружению возможных осложнений.

Результаты работы могут быть использованы для проведения профилактической флюорографии с целью раннего выявления туберкулеза и дру-

гих заболеваний легких, а так же в стационарах для проведения дифференциальной диагностики легочной патологии и определения эффективности проводимого лечения.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Цифровая флюорография, выполняемая с помощью камеры флюорографической цифровой, является эффективной методикой оценки нормальных анатомических структур грудной полости и выявления диагностически значимых признаков заболеваний легких.

2. Цифровая флюорография может использоваться для профилактического обследования населения с целью раннего выявления скрытых заболеваний органов грудной клетки.

3. Цифровая флюорография органов грудной полости в норме и различных патологических состояниях превосходит по информативности средне- и крупноформатную пленочную флюорографию.

4. Цифровая флюорография может эффективно использоваться в клинической практике для распознавания заболеваний легких и в наблюдении за динамикой их течения в процессе лечения.

ВНЕДРЕНИЕ

Полученные при выполнении работы данные используются при профилактическом обследовании населения в различных лечебно-практических учреждениях Санкт-Петербурга, в лечебно -профилактической работе на кафедре рентгенологии и радиологии с клиникой рентгенорадиологии Военно-Медицинской академии. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Материалы работы доложены и обсуждены на заседании Санкт-Петербургского радиологического общества (29.10.2002г), на Всероссийском Невском Радиологическом Форуме в Санкт-Петербурге (10.05. 2003г) ПУБЛИКАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация представлена в одном томе, изложена на 231 листах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, включающего 130 источников (из них 85 отечественных и 45 зарубежных авторов). Текст содержит 11 таблиц и 90 рисунков.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для выполнения поставленных задач нами были изучены цифровые флюорограммы пациентов, обследованных с применением цифровой флюорографической камеры КФЦ. Исследование выполняли на кафедре рентгенологии и радиологии с клиникой рентгенорадиологии Военно-Медицинской академии (Санкт-Петербург) с 2000 по 2002 годы. Углубленному анализу подвергнуты результаты обследования 5352 человек с профилактической целью и 96 больных с диагностической. Всего в обеих группах было заподозрено 185 случаев патологии с подтверждением 158 различных патологических состояний органов грудной полости. Диагноз у всех пациентов был подтвержден комплексным обследованием, включающим сбор анамнеза, клинические и лабораторные данные, широкоформатную рентгенографию (98), ультразвуковое исследование (10), рентгеновскую спиральную компьютерную томографию (123).

Для сравнения эффективности цифровой флюорографии в случаях применения ее для профилактического обследования населения с аналогичными возможностями пленочной флюорографии нами было изучено 2202 пленочных флюорограмм (70x70) выполненных на флюорографе 12Ф7. Результаты обследования этой группы сопоставляли с результатами обследования, выполненного на цифровой флюорографической камере КФЦ.

Сравнение эффективности цифрового флюорографического метода обследования с пленочной флюорографией проводили методом экспертных оценок с вычислением точности, чувствительности и специфичности. В последующем, на этой основе строили ROC-кривые, отражающие эффективность

каждого рентгенологического метода или вариационные характеристические кривые, отражающие сравнительную информативность методов.

Методика флюорографического обследования больных на цифровом флюорографе во многом совпадала с методикой проведения пленочной рентгенографии. Это главным образом касается установки больного, центрации луча и экспонирования. Все остальное в методике обследования, начиная от регистрации больного, выбора условий экспонирования, моментального получения готового изображения на экране монитора, его анализа и подготовки заключения имело принципиальные отличия. Метод цифровой флюорографии несет в себе принципиально новые возможности для врача в оценке изображения, принятии решения о дальнейших действиях, в том числе дообследовании больного, экстренном направлении его на лечение, что особенно важно в ургентных ситуациях. Все это существенно отличает методику, технику и врачебную тактику при выполнении цифровой флюорографии.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Нами были выработаны физико-технические параметры получения снимка при цифровой флюорографии и определена эффективная доза рентгенологического исследования органов грудной полости на КФЦ. Был отработан оптимальный режим съемки. При всех типах телосложения обследуемых оставалась постоянной величина тока, равная ПО тА, менялись только два параметра съемки напряжение (кУ) и экспозиция (mAs). Определение оптимальных режимов цифровой флюорографии показало, что мягкие очаговые и небольшие ин-фильтративные тени лучше дифференцируются на снимках с меньшей экспозиционной дозой. Для получения качественного изображения у пациентов с весом более 80 кг и преобладанием мышечной массы целесообразно проводить съемку при напряжении 100кУ. Пациентам со сниженной массой тела или преобладанием жировой клетчатки в массе тела - при напряжении 80 кУ. При исследовании легких в боковых проекциях режимы увеличиваются на 10 и 15 кУ.

Нами сравнивались средние эффективные дозы облучения, получаемые пациентом при исследовании органов грудной полости на цифровом флюоро-

графе, пленочном флюорографе и при широкоформатной рентгенографии (таблица 1).

Таблица 1

Сведения о средних эффективных дозах облучения, получаемых пациентом при различных вилах рентгенологических исследований грудной

полости

Дозы облучения в мЗв при различных методах исследования

Проекции исследования Пленочная флюорография Цифровая флюорография (КФЦ) Пленочная рентгенография

Прямая 0,5 мЗв 0,05 мЗв 0,1 мЗв

Боковая 1,1 мЗв 0,11 мЗв 0,2 мЗв

Из данных таблицы видно, что при обследовании пациента на цифровом флюорографе доза облучения в два раза меньше, чем при широкоформатной пленочной рентгенографии и в десять раз меньше, чем при пленочной флюорографии.

Таким образом, при использовании цифровой флюорографии создаются условия для снижения величины антропогенной составляющей эффективной дозы радиационного фона, что позволяет расширить диапазон рентгенологических диагностических исследований без значительного увеличения радиационной нагрузки.

С целью изучения особенностей цифрового изображения, получаемого с помощью цифровой флюорографической камеры КФЦ, нами были проанализированы цифровые флюорограммы и проведена серия экспериментальных исследований, которые включали измерение пространственного, контрастного разрешения и динамического диапазона. В результате проведенного эксперимента на цифровых флюорограммах удалось различать 2,5 пар линий на мм, это самое высокое разрешение, достигаемое на сегодняшний день при цифровой флюорографии. Цифровое изображение уступает по пространственной разре-

шающей способности широкоформатной рентгенографии, но превосходит пленочную флюорографию.

Проведенные исследования показали также, что использование метода постпроцессорной обработки снимка позволяет визуализировать на цифровых флюорограммах высококонтрастные объекты малых размеров. Для изображения слабоконтрастных объектов, решающим фактором визуализации является контрастное разрешение.

Возможность свободной настройки контрастности изображения, используемой в КФЦ, является одним из существенных различий традиционной и цифровой рентгенологии.

Широкий динамический диапазон цифрового изображения (более 150) дает возможность одновременно изучать на одном снимке строение паренхимы легкого, дифференцировать структуру корней, трахеи и крупных бронхов, па-равертебральных тканей, грудного отдела позвоночного столба и грудной стенки.

Алгоритм обработки изображения, выработанный нами в процессе обобщения накопленного опыта, включает визуальный анализ снимка, при котором отсекаются неинформативные темные и светлые области изображения с помощью функции гистограммы, подбираются оптимальные яркостные параметры для удобного режима просмотра полученного снимка. При необходимости детального изучения структуры отдельных сосудов, бронхов, очагов, мы использовали специальные программы, которые позволяют осуществить электронное непрямое увеличение снимка в 2 раза. Программа инверсии изображения позволяет четко видеть сравнительно мелкие обызвествления в очагах и участки отложения извести в регионарных лимфоузлах, а так же проводить дифференциальную диагностику с ортогонально ориентированными сосудами корней легких.

Выбранную электронной лупой область можно увеличить до оптимальных размеров, а так же усилив контрастность изображения подчеркнуть структуру и улучшить визуализацию сосудов, бронхов, очаговых образований. Про-

граммное обеспечение КФЦ позволяет измерять размеры элементов легочного рисунка, площадь и среднюю оптическую плотность патологического образования, выполнять построение оптического профиля с сегментацией анатомического объекта и анализировать гистограммы снимка, что позволяет косвенно судить о структуре образования и наличия в них полостей распада либо плотных включений. По окончании анализа изображения составляется протокол исследования, который архивируется на жесткий диск с последующей перезаписью на архивный внешний носитель (компакт-диск). При необходимости заключение и снимок распечатываются на принтере.

Нами выделены общие признаки, характерные для цифрового изображения: широкий динамический диапазон, позволяющий выделить на одном снимке структуры низкой и высокой плотности; высокая пространственная разрешающая способность и контрастная чувствительность; высокая квантовая эффективность, позволяющая снизить дозу облучения за один снимок; отсутствие артефактов, связанных с дыхательными движениями пациента и пульсацией магистральных сосудов; возможность визуализации очень мелких контрастных объектов в легких и листках плевры; снижение влияния рассеянного излучения; отсутствие специфических артефактов, связанных с погрешностями выполнения снимка.

Обработка цифрового изображения оказывает решающее влияние на качество снимка и тем самым на диагностическую информативность цифровой флюорограммы.

Для сравнения возможностей цифрового флюорографа КФЦ, широкоформатной рентгенографии и пленочной флюорографии, был проведен экспертный анализ 50 обзорных рентгенограмм (30x40 см), пленочных флюоро-грамм (70х70мм) и цифровых флюорограмм, выполненных здоровым пациентам.

Анализ цифровых флюорограмм в норме показал, что имеется возможность четко различать детали мягких тканей грудной клетки, хорошо визуализировалась область бифуркации трахеи, тень аорты и сердца, расположенные за

ними грудные позвонки. Особенно важным является факт отличной визуализации элементов нормального легочного рисунка. При этом легочной рисунок достаточно четко дифференцировали за тенью сердца и паравертебральных пространствах. Важным достоинством являлось то, что удавалось четко определять малоинтенсивные, плохо очерченные очаговые тени, которые по своей оптической плотности идентичны периферическим сосудам легкого. Разрешающая способность цифрового флюорографа не позволяет детально изучать структуру костных балок ребер и костей верхнего плечевого пояса, однако на снимках отчетливо определяется кортикальный слой ребер, купол диафрагмы и синусы, в деталях дифференцируется структура корней легких.

Проведенный анализ показал, что цифровые флюорографические изображения нормальных анатомических структур являются высокоинформативными. Цифровая флюорография превосходит пленочную и лишь незначительно уступает широкоформатной рентгенографии.

Для оценки возможностей цифровой флюорографической установки в выявлении патологических состояний органов грудной клетки нами проведен сравнительный анализ этого метода с пленочными рентгенографией и флюорографией. Было детально изучено 150 цифровых флюорограмм. Этим же пациентам выполняли через небольшой промежуток времени обзорную рентгенографию, либо ретроспективно оценивали пленочные флюорограммы.

Сравнение цифрового и пленочного методов рентгенологического исследования показало, что на цифровых изображениях не находили достаточного отображения тонкие линейные тени, хорошо различимые на рентгенограмме, что было обусловлено значительным превосходством широкоформатной пленочной рентгенографии над цифровой флюорографией по пространственному разрешению. Стенки тонких воздушных полостей, верхняя граница небольших скоплений жидкости в плевральной полости, патологические изменения в костях грудной клетки и верхнего плечевого пояса определялись на цифровых флюорограммах с меньшим постоянством, чем при пленочной рентгенографии, но с большим, чем при пленочной флюорографии.

Вместе с тем, такие патологические изменения, как фокусные тени, участки инфильтрации паренхимы легкого, деформация легочного рисунка, фиброзные изменения, петрификаты в корнях и паренхиме легкого, границы спавшегося легкого, увеличение лимфатических узлов корней легкого, деформация купола диафрагмы определялись одинаково хорошо как на цифровых флюоро-граммах, так и на широкоформатных рентгенограммах. Многие патологические изменения визуализировались на пленочной флюорограмме значительно хуже, чем на цифровой. Среди них граница спавшегося легкого, петрификаты в паренхиме легкого и корнях, увеличенные лимфатические узлы и деформированный легочный рисунок. Равнозначными все рентгенодиагностические методы были только в случаях выявления округлых теней, участков инфильтрации и фиброза паренхимы легкого, деформации купола диафрагмы.

Сравнительная оценка цифровых и пленочных методов в визуализации различных патологических признаков, убедительно продемонстрировала, что цифровая флюорография в оценке различных патологических признаков значительно превосходит пленочную флюорографию и практически достигает диагностических возможностей широкоформатной пленочной рентгенографии, а в некоторых случаях, благодаря особенностям цифрового изображения, и превосходит ее. Благодаря широкому динамическому диапазону, используя возможности постпроцессорной обработки, удается изучать изображение на всю его глубину и видеть при этом то, что при пленочной рентгенографии закрыто плотными анатомическими и патологическими образованиями.

Изучение возможностей цифрового флюорографа КФЦ в диагностике заболеваний органов грудной клетки проводили на группе обследованных из 5448 человек, в которую вошли лица от 14 до 80 лет. В результате анализа цифровых флюорограмм всего было выявлено и взято на контроль 185 человек (3,4%) с различными изменениями органов грудной полости. В результате дообследования подтвердили наличие патологических изменений у 158 человек, установили окончательные диагнозы впервые выявленных заболеваний органов грудной клетки у 75 человек, что составило 1,4 % от всех обследованных с

профилактической целью. У 83 человек были подтверждены диагнозы направления в случаях выполнения диагностической цифровой флюорографии.

При анализе цифровых флюорограмм у 27 человек была допущена гипердиагностика патологических изменений. Основная часть ложноположительных результатов была обусловлена подозрением на очаговые изменения в верхушках легких, что симулировалось суммацией теней при различных вариантах обызвествления хрящевой части передних отрезков ребер. Другая часть ложно-положительных результатов была обусловлена подозрением на петрификаты во внутригрудных лимфатических узлах, что объяснялось вариантами строения сосудов корней легких в аксиальной проекции. Случаи ложноположительных результатов, обусловленные вариантами изображения плевры и измененного прикорневого легочного рисунка не нашли подтверждения при последующем глубоком дообследовании.

При изучении 2202 пленочных флюорограмм, выполненных с профилактической целью, было взято на контроль с различными изменениями в легких 276 человек (12,5%). После детального дообследования наличие патологических изменений в легких подтверждены у 66 человек, из них впервые выявленные заболевания легких имели место в 16 случаях, что составило 0,7 %. У 50 обследованных была подтверждена имеющаяся у них патология органов грудной клетки.

На основании проведенных исследований были вычислены значения чувствительности и специфичности каждого метода, и по этим данным проведен ROC-анализ с построением кривых, отражающих вероятность обнаружения патологических изменений органов грудной клетки для каждого метода в отдельности (рис.1).

Рис.1. Сравнительная характеристика информативности цифровой и пленочной флюорографии. По оси х - отложены значения специфичности методов, по оси у - значения их чувствительности.

На основании построенных графиков выявлено, что кривая цифрового метода расположена более высоко, чем пленочного, что свидетельствует о его большей эффективности. При этом точность цифрового метода исследования составила 94,4%, а флюорографического - 85,1%.

При обследовании на цифровом флюорографе практически полностью отсутствует технический брак, при пленочных методах исследования он достигает 17%, что обусловливает необходимость в дообследовании лиц, необоснованно взятых на контроль при пленочной флюорографии - 12,6% (цифровая флюорография — 3,4%). Сопоставление результатов, полученных на цифровом и пленочном флюорографах, показало преимущество цифровой технологии над пленочной в качестве средства проведения рентгенологического обследования органов грудной полости.

При выполнении цифровой флюорографии были выявлены различные патологические состояния грудной полости.

Особенности цифрового изображения нашли свое отображение в рентге-носемиотике основных патологических изменений органов грудной полости. Для изучения их особенностей мы провели детальный анализ всех 158 случаев патологии, выявленных в процессе работы.

У больных очаговым туберкулезом легких на цифровых изображениях очаговые тени хорошо дифференцировались от элементов легочного рисунка благодаря большим размерам, чем калибр сосудов данной анатомической области. Особенно хорошо очаги определялись в периферических отделах легких, при наслоении их на ребро или лопатку. Очаги экссудативного характера хорошо выявлялись в виде однотипных, крупных и малоинтенсивных очаговых теней на фоне не уменьшенной в объеме легочной ткани.

У больных с инфильтративной формой процесса, на цифровых снимках инфильтрация была малоинтенсивной и неоднородной, т.е. состояла из сливающихся очагов, имела перифокальную зону, с четкими границами. В прилежащей легочной ткани были видны тяжисто-сетчатые тени воспалительных ин-терстициальных изменений, а в направлении к корню легких - воспалительные перибронхиальные изменения.

Полости распада имели рентгенологические признаки формирующейся каверны. На всех цифровых флюорограммах отсутствовал симптом размытости и нечеткости внутренних контуров полостей. Особенно хорошо выявлялись мелкие полости в случаях, когда они накладывались на изображения костных элементов грудной клетки. Этот эффект обусловливается высокой контрастной чувствительностью цифрового флюорографа. Тонкие кистевидные полости, не-осложненные перифокальным воспалением, на цифровых флюорограммах были не видны, но при наличии хотя бы небольшой зоны инфильтрации вокруг них они становились видимыми. Скопление небольшого количества жидкости в полостях распада отчетливо визуализировались в виде утолщения нижней стенки полости. При бронхогенном типе диссеминации очаги отсева имели различную форму, крупные размеры, были сгруппированы, с тенденцией к слиянию и легочный рисунок на их фоне не прослеживался.

На цифровых флюорограммах туберкулема проявлялась в виде округлого образования с четкими контурами. Внутри фокуса определялись структуры различной плотности, а в прилежащей легочной ткани - воспалительные изменения.

Особенностью цифрового изображения каверны на фоне фиброзно измененной легочной ткани являлась возможность ее отчетливой визуализации через уплотненную ткань легкого, а так же способность хорошо визуализировать полиморфные очаги отсева в окружающей легочной ткани и отдаленных отделах. На пленочных рентгенограммах отмеченные изменения не всегда четко визуализировались, поэтому возникала необходимость в проведении дополнительных рентгенологических исследований. В соседних с каверной отделах легкого обнаруживались на цифровых флюорограммах множественные мелкие, компенсаторно вздутые, участки в виде воздушных ячеек, которые при обычном рентгенологическом исследовании не всегда визуализировались, так как смазывались общей вуалью снимка.

К особенностям цифрового изображения туберкулеза внутригрудных лимфатических узлов следует отнести наличие четких наружных очертаний ги-перплазированных внутригрудных лимфатических узлов. При этом хорошо выявлялись наружные контуры увеличенной группы лимфатических узлов, выступающих из-за наружной границы корня или срединной тени, кроме того, интенсивные теневые образования узлов хорошо видны вследствие их индуратив-ных изменений.

Особенностью цифровых флюорограмм пациентов с последствиями перенесенного туберкулеза органов дыхания, являлась возможность проводить постпроцессорную обработку изображения - инверсию (негатив-позитив) в случаях затруднения визуализации обызвествлений. Это позволяло более отчетливо видеть, хорошо диагностировать и отличать от ортоградно направленных сосудов обызвествленные очаги в легком и участки отложения извести в регионарных лимфатических узлах. Кроме того, лучше визуализировались тонкие детали на уровне долек и линейные плевральные элементы.

На цифровых флюорограммах пациентов с пневмонией обнаруживались рентгенологические признаки, достаточные для формулировки диагноза, поэтому не возникало необходимости в дополнительном исследовании.

При неосложненном течении пневмонии положительная рентгенологическая динамика отображалась на цифровых флюорограммах через 4-5 дней. Поэтому низкая лучевая нагрузка на пациента при выполнении цифрового обследования дает неоспоримые преимущества по сравнению с традиционной пленочной диагностикой. Низкие экспозиционные дозы позволяют широко использовать данный метод с целью дифференциальной диагностики и динамического контроля за течением заболевания.

Высокая контрастная чувствительность и широкий динамический диапазон дают возможность различать на цифровых изображениях малоинтенсивные очаги, не всегда выявляемые на традиционных изображениях, определять изменения легочной ткани, скрытые за тенью сердца или за выпотом и инфильтра-тивными изменениями. Эта особенность цифровых флюорограмм имеет большое диагностическое значение при дифференциальной диагностике пневмонии с центральным раком легкого, осложненным параканкрозным воспалительным процессом. Возможности цифрового изображения позволяют отчетливо визуализировать осложненное течение пневмонии, проявляющееся деструкцией легочной ткани, а в случаях экссудативного плеврита различать свободную или осумкованную жидкость. При пленочной рентгенографии для выявления этих осложнений приходится применять дополнительные методы лучевого обследования. Цифровое изображение жидкости в плевральной полости представляло собой интенсивное понижение прозрачности соответствующего отдела легкого, но, в отличие от пленочных исследований, на цифровых изображениях отчетливо определялась задняя, передняя и боковая границы жидкости, а в случаях частичного осумкования появлялись дополнительные границы. На фоне жидкости и за плевральными изменениями всегда можно различить элементы легочного рисунка или какие-либо изменения в легочной ткани.

Цифровая флюорография при диагностике воспалительных заболеваний легких позволяет выявить наличие воспалительной инфильтрации в легких, обнаружить осложнения в течении воспалительного процесса, а в сомнительных случаях провести дифференциальную диагностику. Существенное снижение дозы облучения при выполнении цифровой флюорографии позволяло широко использовать этот метод в динамическом наблюдении за развитием воспалительного процесса.

Рентгенологические признаки невоспалительных заболеваний легких на цифровых флюорограммах визуализировались четко. При помощи программам постпроцессорной обработки изображения, таких как структуризация и электронная лупа, можно было детализировать мелкие сосудистые изменения недостаточно различимые на пленочных флюорограммах. Предоставлялась возможность изучать стенки тонкостенных полостей в режиме увеличения с выделением интересуемого участка и подбором параметров яркости, контрастности. Метод цифровой флюорографии при данных патологических состояниях позволяет более четко проводить разграничение патологии, выбирать правильную тактику в дообследовании и лечении пациентов. Имеется возможность четко определить структуру булл, установить локализацию, распространенность и степень выраженности пневмосклероза, наличие хронического легочного заболевания и по возможности происхождения процесса.

Цифровой метод исследования органов грудной полости позволяет распознавать этапы развития опухолевых процессов легкого от малых до запущенных форм. Программы структуризации и электронной лупы дают наглядное представление о форме и размерах, контурах и структуре легочных образований, дают возможность детально оценить состояние окружающего фона.

Цифровая флюорография позволяет более детально изучать маловидимые патологические изменения в легких, осуществлять динамический контроль за лечением, не увеличивая лучевую нагрузку на пациента, целенаправленно назначать более информативное рентгенологическое исследование на рентгеновском компьютерном томографе и тем самым значительно сокращать время ус-

тановления окончательного диагноза и ускорять направление больного в специализированное лечебное учреждения.

ВЫВОДЫ

1. Цифровое изображение, получаемое на КФЦ, характеризуется широким динамическим диапазоном (не менее 150), позволяющим визуализировать на одном снимке структуры низкой и высокой плотности, высокой пространственной разрешающей способностью (до 2,5 пар линий на мм), обеспечивающей визуализацию мелких объектов до 1 мм, повышенной контрастной чувствительностью (1%), дающей возможность различать слабоконтрастные объекты, высокой квантовой эффективностью, снижающей дозу на снимок в 8-10 раз, возможностью визуализации мелких контрастных объектов с помощью программ постпроцессорной обработки.

2. Разработанная методика обследования на КФЦ с применением двух АРМ позволяет одновременно вести съемку и проводить анализ ранее полученных снимков, выполнять твердые копии изображения, оценивать их и принимать решение о дальнейших лечебно-диагностических мероприятиях, включая выполнение необходимого дообследования либо экстренного направления на лечение в ургентных ситуациях. Программы постпроцессорной обработки -электронная лупа и функция структуризации, дают возможность визуализации мелких контрастных объектов, размером 1-2 мм, обеспечивают высокую диагностическую эффективность цифровой флюорографии на камере КФЦ.

3. Полученное цифровое изображение является диагностически значимым, позволяет выявлять патологические изменения в большинстве случаев, определять их морфологическую принадлежность и выявлять осложнения течения патологического процесса. При этом отпадает необходимость в дополнительных уточняющих рентгенологических исследованиях и существенно снижается лучевая нагрузка на больного, что позволяет применять цифровую флюорографию для контроля за лечением.

4. Цифровая технология, используемая в КФЦ, обладает более высокими диагностическими возможностями, чем аналоговая флюорография, что связано с

высокой устойчивостью изображения к дозовым колебаниям и лучшей визуализацией всех диапазонов сигнала от максимального до минимального ослабления рентгеновых лучей. Цифровой принцип получения снимка на КФЦ снижает до минимума влияние рассеянного излучения, повышая тем самым качество изображения любых объектов. Статический принцип, используемый в КФЦ, нивелирует кимографические, дыхательные, а так же специфические артефакты, присущие сканирующим флюорографам.

5. Цифровое флюорографическое изображение груди является высокоинформативным и благодаря программам постпроцессорной обработки позволяет детализировать необходимые анатомические элементы.

6. На цифровых флюорограммах четко выявляются изменения воздушности паренхимы легкого, очаговые тени, полости распада, патологические изменения, расположенные за тенью сердца и плевральными наслоениями. Цифровая флюорография превосходит по эффективности пленочную, что позволяет широко использовать КФЦ в поликлиниках и стационарах как скрининговый и диагностический метод визуализации органов грудной полости.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для своевременной диагностики органов грудной полости и осуществления профилактического обследования населения необходимо широкое применение цифровой флюорографии.

2. В случаях проведения проверочных осмотров количество обследуемых не должно превышать 300 человек в смену.

3. Оснащение цифрового флюорографа автоматизированными рабочими местами рентгенолаборанта и врача позволяет оперативно принимать решения о необходимости проведения дополнительных обследований и снимает проблему повторных вызовов пациента.

4. Снижение лучевой нагрузки на пациента позволяет осуществлять динамическое наблюдение за течением заболеваний и эффективностью проводимой терапии с небольшими временными интервалами.

5. Для получения наиболее качественного изображения на КФЦ целесообразно пользоваться следующими режимами съемки в прямой проекции согласно типу телосложения обследуемого. Астеник - 80кУ, нормостеник — 90 кУ, гиперсте-ник - 100 кУ. В боковой проекции величина напряжения соответственно увеличивается на 10-15 кУ.

6. Математическая обработка цифрового изображения требует больших временных затрат, что оправдывается получением дополнительного объема диагностической информации.

7. В отличие от пленочной флюорографии нет необходимости воспроизводства твердых копий цифровых изображений всем обследованным, поскольку изображение полностью сохраняется в электронном виде. Необходимо отметить, что твердая копия содержит минимальный объем диагностической информации и не является полноценным диагностическим материалом.

8. Преимущества цифрового изображения становятся доступными только при изучении информации на рабочем месте за экраном монитора, поэтому при диагностических исследованиях полезна совместная работа у экрана врача-рентгенолога и лечащего врача.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Давыденко В.А. Организация профилактической флюорографии на базе использования цифровой флюорографической камеры ЦФК-1 /

B. А. Давыденко, Н.В. Марченко, А.И. Мазуров и др. // Лучевая диагностика и лучевая терапия на пороге третьего тысячелетия: Тез. докл. конф. в рамках 1-го Рос. науч. форума с международ, участием - Радиология - 2000.-М.,2000.-

C.169-170.

2. Давыденко В.А. Цифровая флюорография как альтернатива пленочной рентгенографии легких / В. А. Давыденко, Н.В. Марченко, А.И. Мазуров и др. // Лучевая диагностика и лучевая терапия на пороге третьего тысячелетия: Тез. докл. конф. в рамках 1-го Рос. науч. форума с международ, участием - Радиология - 2Ш.-МЛООО.-С. 170-171.

3. Черемисин В.М. Цифровая флюорография: достоинства и недостатки в диагностике заболеваний легких / В.М. Черемисин, В. А. Давыденко, Н.В. Марченко и др. // Лучевая диагностика и лучевая терапия на пороге третьего тысячелетия: Тез. докл. конф. в рамках 1-го Рос. науч. форума с международ, участием - Радиология - 2000.-М.,2000.-С. 656-657.

4. Марченко Н.В. Технологические аспекты использования цифровой флюорографической камеры ЦФК-1 при профилактической флюорографии / Н.В. Марченко, Ю.Б. Давыденко, СВ. Серебрякова // Тез. докл. конф. молодых ученых и специалистов ВМедА. - СПб, 2000. - С. 97.

5. Марченко Н.В. Возможности цифровой флюорографии в диагностике заболеваний легких / Н.В. Марченко, Л.Л. Кириллова // Тез. докл. конф. молодых ученых и специалистов ВМедА. - СПб, 2000. - С. 98.

6. Марченко Н.В. Цифровая флюорография - экспресс метод для диагностики заболеваний легких / Н.В. Марченко, В. М. Черемисин, В.А. Давы-денко, Г. Е. Труфанов // Тез. докл. V Всероссийской науч.-практ. конф. «Актуальные вопросы диагностики и лечения в многопрофильном лечебном учреждении». - СПб, 2001. - С. 213.

7. Martchenko N.V. Digital fluorography as a low-dose express method for diagnosis of pulmonary diseases / N.V. Martchenko, V .M. Cheremisin, Y.B. Davydenko, G.E. Trufanov // Eur. Radiol.-2001.-Vol. 11; Suppl. 1, № 2. - P. 370.

8. Черемисин В. М. Опыт использования цифровой флюорографической камеры КФЦ-1 и перспективы ее применения в клинической практике / В. М. Черемисин, В.А. Давыденко, Н.В. Марченко // Мед. визуализация.-2002.-№1.- С. 101-106.

9. Марченко Н.В. Цифровая флюорография - применение в клинической практике / Н.В. Марченко // Материалы Невского радиологического форума «Из будущего в настоящее». - СПб, 2003. - С. 322-323.

Подписано в печать Объем_п.л._Тираж КО

Формат 60x84 1/16. Заказ №_

Типография ВМедА, 194044, СПб., ул. Академика Лебедева, 6

экз

W-999S

Основным методом первичной диагностики легочной патологии на поликлиническом уровне является система профилактической флюорографии, созданная в 40-50-е годы. В настоящее время разработана целевая федеральная программа о принятии неотложных мер по борьбе с туберкулезом, которая предусматривает, в том числе, активное выявление заболевания рентгенологическим методом [45, 46]. Однако, в последние годы метод рентгенодиагностики претерпел существенные изменения - на смену традиционной рентгенографии пришли цифровые методы формирования, регистрации и обработки рентгеновских изображений. Внедрение цифровых технологий в рентгенодиагностику определяется целым рядом их преимуществ, связанных с исключением мокрого фотопроцесса обработки пленки и отсутствием необходимости ее архивирования, повышением диагностической информативности исследований за счет математической обработки зарегистрированных изображений, организации их хранения в электронном виде и возможности передачи на расстояния при использовании современных систем связи [29]. Кроме того, использование цифровых технологий приводит к заметному снижению лучевой нагрузки на обследуемых и на персонал. Внедрение в практическое здравоохранение цифровой флюорографической техники способно повысить эффективность рентгенодиагностики в выявлении легочного туберкулеза и других заболеваний органов дыхания [50]. Одним из новых отечественных цифровых аппаратов является камера флюорографическая цифровая КФЦ, созданная в Санкт-Петербурге, НИПК «Электрон». Цифровая флюорография - это сравнительно новое направление в рентгенологии, в связи с чем вопросы ее практического использования в поликлинических и стационарных условиях освещены в литературе недостаточно. Отсутствует анализ возможностей метода в проведении профилактических осмотров населения, не изучена эффективность в выявлении различных заболеваний органов грудной полости при проведении профилактических осмотров, не изучена эффективность цифровой флюорографии в оценке динамики патологических процессов, не разработаны практические рекомендации по рациональному использованию цифровой флюорографии. Требуют уточнения данные о лучевой нагрузке на пациента при исследовании, представляет интерес сравнение диагностических возможностей обычной пленочной флюорографии и цифровой флюорографии легких. Эти вопросы определяют актуальность выбранной темы научного исследования.

Цель исследования

Определить значение цифровой флюорографии в проведении проверочных и диагностических исследований.

Задачи исследования

1. Определить и оценить физико-технические возможности КФЦ.

2. Изучить особенности методики цифровой флюорографии на флюорографической камере КФЦ при плановой работе и в условиях массового поступления больных.

3. Изучить преимущества и недостатки цифровой флюорографии.

4. Изучить и оценить особенности получаемого цифрового изображения органов грудной клетки.

5. Определить возможность КФЦ в визуализации легочной ткани в норме.

6. Выяснить эффективность цифровых изображений при основных рентгенологических синдромах заболеваний легких.

Научная новизна Впервые изучены возможности камеры флюорографической цифровой (КФЦ) с высокоразрешающей матрицей и малой дозой облучения в проведении проверочной и диагностической флюорографии, подробно изучены особенности цифрового изображения органов грудной полости в норме и при патологии, проанализированы возможности КФЦ в визуализации основных рентгенологических синдромов заболеваний органов грудной полости. Проведено сопоставление результатов цифровой флюорографии с данными пленочной флюорографии, широкоформатной рентгенографии, спиральной рентгеновской компьютерной томографии.

Практическая значимость Проведенные исследования показали высокую информативность цифровой флюорографии в оценке различных патологических изменений в легких. Цифровая флюорография позволяет с высокой эффективностью распознавать начальные проявления различных заболеваний легких, таких как туберкулез органов дыхания, острые и хронические заболевания легких неспецифической природы, злокачественные и доброкачественные опухоли и др., при которых необходима дифференциальная диагностика. Применение цифровой флюорографии для оценки динамики течения различных заболеваний легких позволяет получать информацию об особенностях рентгенологической картины заболевания в различных стадиях патологического процесса. Низкая лучевая нагрузка при цифровых исследованиях позволяет осуществлять более частый рентгенологический контроль, что способствует своевременному обнаружению возможных осложнений.

Результаты работы могут быть использованы для проведения профилактической флюорографии, с целью раннего выявления туберкулеза и других заболеваний легких, а так же в стационарах для проведения дифференциальной диагностики легочной патологии и определения эффективности проводимого лечения.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Цифровая флюорография, выполняемая с помощью камеры флюорографической цифровой, является эффективной методикой оценки нормальных анатомических структур грудной полости и выявления диагностически значимых признаков заболеваний легких.

2. Цифровая флюорография может использоваться для профилактического обследования населения с целью раннего выявления скрытых заболеваний органов грудной полости.

3. Цифровая флюорография органов грудной полости в норме и различных патологических состояниях превосходит по информативности средне- и крупноформатную пленочную флюорографию.

4. Цифровая флюорография может эффективно использоваться в клинической практике для распознавания заболеваний легких и в наблюдении за динамикой их течения в процессе лечения.

Реализация результатов исследования Полученные при выполнении работы данные используются при профилактическом обследовании населения в различных лечебно-практических учреждениях. Санкт-Петербурга, в лечебно-профилактической работе на кафедре рентгенологии и радиологии с клиникой рентгенорадиологии Военно-Медицинской академии.

Апробация работы Материалы работы доложены и обсуждены на заседаниях Санкт-Петербургского радиологического общества (29.10.2002г), на Всероссийском Невском Радиологическом Форуме в Санкт-Петербурге (10.05. 2003г) По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.

Структура диссертации Диссертация представлена в одном томе, изложена на 231 листах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения,

ВЫВОДЫ

1. Цифровое изображение, получаемое на КФЦ, характеризуется широким динамическим диапазоном (не менее 150), позволяющим визуализировать на одном снимке структуры низкой и высокой плотности, высокой пространственной разрешающей способностью (до 2,5 пар линий на мм), обеспечивающей визуализацию мелких объектов до 1 мм, повышенной контрастной чувствительностью (1%), дающей возможность различать слабоконтрастные объекты, высокой квантовой эффективностью, снижающей дозу на снимок в 8-10 раз, возможностью визуализации мелких контрастных объектов с помощью программ постпроцессорной обработки.

2. Разработанная методика обследования на КФЦ с применением двух АРМ позволяет одновременно вести съемку и проводить анализ ранее полученных снимков, выполнять твердые копии изображения, оценивать их и принимать решение о дальнейших лечебно-диагностических мероприятиях, включая выполнение необходимого дообследования либо экстренного направления на лечение в ургентных ситуациях. Программы постпроцессорной обработки -электронная лупа и функция структуризации, дают возможность визуализации мелких контрастных объектов, размером до 1 мм, обеспечивают высокую диагностическую эффективность цифровой флюорографии на камере КФЦ.

3. Полученное цифровое изображение является диагностически значимым, позволяет выявлять патологические изменения в большинстве случаев, определять их морфологическую принадлежность и выявлять осложнения течения патологического процесса. При этом отпадает необходимость в дополнительных уточняющих рентгенологических исследованиях и существенно снижается лучевая нагрузка на больного, что позволяет применять цифровую флюорографию для контроля за лечением.

4. Цифровая технология, используемая в КФЦ, обладает более высокими диагностическими возможностями, чем аналоговая флюорография, что связано с высокой устойчивостью изображения к дозовым колебаниям и лучшей визуализацией всех диапазонов сигнала от максимального до минимального ослабления рентгеновых лучей. Цифровой принцип получения снимка на КФЦ снижает до минимума влияние рассеянного излучения, повышая тем самым качество изображения любых объектов. Статический принцип, используемый в КФЦ, нивелирует кимографические, дыхательные, а так же специфические артефакты, присущие сканирующим флюорографам.

5. Цифровое флюорографическое изображение груди является высокоинформативным и благодаря программам постпроцессорной обработки позволяет детализировать необходимые анатомические элементы.

6. На цифровых флюорограммах четко выявляются изменения воздушности паренхимы легкого, очаговые тени, полости распада, патологические изменения, расположенные за тенью сердца и плевральными наслоениями. Цифровая флюорография превосходит по эффективности пленочную, что позволяет широко использовать КФЦ в поликлиниках и стационарах как скринин-говый и диагностический метод визуализации органов грудной полости.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для своевременной диагностики органов грудной полости и осуществления профилактического обследования населения необходимо широкое применение цифровой флюорографии.

2. В случаях проведения проверочных осмотров количество обследуемых не должно превышать 300 человек в смену.

3. Оснащение цифрового флюорографа автоматизированными рабочими местами рентгенолаборанта и врача позволяет оперативно принимать решения о необходимости проведения дополнительных обследований и снимает проблему повторных вызовов пациента.

4. Снижение лучевой нагрузки на пациента позволяет осуществлять динамическое наблюдение за течением заболеваний и эффективностью проводимой терапии с небольшими временными интервалами.

5. Для получения наиболее качественного изображения на КФЦ целесообразно пользоваться следующими режимами съемки в прямой проекции согласно типу телосложения обследуемого. Астеник - 80кУ, нормостеник - 90 кУ, гиперстеник - 100 кУ. В боковой проекции величина напряжения соответственно увеличивается на 10-15 кУ.

6. Математическая обработка цифрового изображения требует больших временных затрат, это оправдывается получением дополнительного объема диагностической информации.

7. В отличие от пленочной флюорографии нет необходимости воспроизводства твердых копий цифровых изображений всем обследованным, поскольку изображение полностью сохраняется в электронном виде. Твердая копия содержит минимальный объем диагностической информации и не является полноценным диагностическим материалом.

8. Преимущества цифрового изображения становятся доступными только при изучении информации на рабочем месте за экраном монитора, поэтому при диагностических исследованиях полезна совместная работа у экрана врача-рентгенолога и лечащего врача.

219