Мягкие ткани

Страница 1

Цель маммографического обследования - обнаружение и наблюдение за локальными изменениями плотности в мягкой ткани молочных желез. При этом желательно обнаруживать опухоли с малым изменением плотности (порядка нескольких процентов) и малым размером (менее 0.1 мм), что необходимо для ранней диагностики и лечения заболевания. Для существующих методов, включая обычную рентгеноскопию, это оказывается практически невыполнимой задачей.

Представим теперь, что вместо обычного метода поглощения будет использован метод рефракции излучения на границах объектов с разной плотностью. Таким образом, мы будем измерять изменение (градиент) плотности на границе раздела сред путем регистрации преломленной волны. Новые методы получения изображений, получившие название фазового контраста, если используется изменение фазы, или рефракционной интроскопии, если измеряется преломление, уже широко используются на различных источниках СИ в мире. У нас в России основополагающими по рефракционной интроскопии стали опыты В.А.Соменкова, С.А.Шильштейна с сотрудниками [2]. Первые работы по биологии с использованием СИ по этой тематике выполнялись в Новосибирском институте ядерной физики совместно с Вазиной А.А. и другими биофизиками из Пущино [3].

Для получения изображений по методу рефракционной интроскопии объект помещается внутрь специального прибора, состоящего из двух совершенных кремниевых кристаллов (рис.1). Первый кристалл служит монохроматором излучения, второй - анализатором.

Угловое отклонение пучка на границе воздух-объект в приближении геометрической оптики равно

da = (1 – n)·ctga. (1)

Изменение коэффициента преломления на границе органической ткани с воздухом задается формулой

(1 – n) = 1.5·10–6l2, (2)

где a - угол между пучком и преломляющей поверхностью, n - показатель преломления, l - длина волны, выраженная в ангстремах. Величина рефракционного контраста определяется относительным локальным изменением интенсивности пучка, испытавшего отклонение на угол a. Для цилиндрического объекта наибольший контраст возникает на его краях, поэтому изображения кажутся объемными (см., например, рис.2). Подробный расчет контраста и дозы облучения для рефракционной интроскопии можно найти в [4].

Рис. 2. Изображение древесного листа,

полученное методом рефракционной интроскопии.

Для количественных оценок параметров маммографических диагностических аппаратов используются специально разработанные фантомы, которые представляют собой восковую пластину с различными включениями, имитирующими опухоли. На Курчатовском источнике СИ К.М.Подурец с сотрудниками выполнил эксперимент [5], используя сертифицированный фантом RM156, и показал, что использование рефракционного метода значительно повышает чувствительность метода и позволяет обнаруживать такие объекты, как микрокальцинаты, кальцинированные сосуды и опухоли в несколько раз меньшего размера, чем при стандартной, абсорбционной съемке (см. рис.3). Новый тип контраста в сочетании с высоким качеством пучка синхротронного излучения дает возможность не только повысить информативность изображений, но и значительно снизить дозовую нагрузку на пациента. Было также установлено, что если слегка пожертвовать информативностью изображений за счет уменьшения времени экспозиции, удается при стандартном уровне обнаружения признаков заболевания дополнительно снизить дозу облучения при обследовании.

Рис. 3. Изображения фрагментов фантома, моделирующих микрокальцинаты (а), кальцинированный сосуд (б) и опухоль (в).

Важная часть этой работы - разработка и создание детекторов нового типа для получения изображений, потому что обычная рентгеновская пленка неадекватна новым диагностическим методам. И дело здесь не только в том, что рентгеновская пленка создает некоторые неудобства в работе, связанные с проявкой и др. Для получения более качественных изображений, особенно трехмерных, необходимы более совершенные устройства, позволяющие сразу вводить информацию в компьютер и выполнять обработку данных. Поэтому специально для таких задач Н.К.Кононовым и др. в РНЦ КИ совместно с Институтом ядерных исследований (ИЯИ) РАН были разработаны детектирующие системы на основе ПЗС-матриц [6].

Страницы: 1 2

И немного больше о медицине ...

Что такое БЦЖ
Даже те, кто не особенно увлекался словесностью в школе, наверняка помнят, что в произведениях русской литературы XIX в. буквально свирепствовала болезнь под названием «чахотка». Так называли в те времена туберкулез (преимущественно туберкулез легких), тысячами уносивший человеческие жизни. В 1882 г. немецкий микробиолог Роберт К ...

Хламидия. Хламидиоз. Лечение хламидиоза
Хламидиоз относится к заболеваниям, передающимся половым путем. Возбудитель – хламидия (Chlamydia trachomatis). При этом заболевании возможно поражение мочеиспускательного канала (уретры), прямой кишки, влагалища, шейки матки и глаз. Поражение глотки при хламидиозе в отличие от гонореи встречается редко. Распространенность хламид ...