23
ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції. 2) Дати відповіді на запитання. ЛЕКЦІЯ №8 з навчальної дисципліни «Основи медичної інформатики» Медичні приладо-комп’ютерні системи (МПКС) . ПЛАН ЛЕКЦІЇ: 1. Поняття про медичні приладо - комп’ютерні системи. 2. Історична довідка. 3. Провідні галузі їх застосування. 4. Комп’ютерні моніторингові системи. Література: Основна Основи медичної інформатики: підручник / Момоток Л.О., Юшина Л.В., Рожнова О.В. К.: Медицина, 2017. 232 с. Медична інформатика: Підручник для медичних ВНЗ ІVр.а. – 3-тє вид., випр. Рекомендовано МОЗ/ Булах І.Є., Лях Ю.Є. – К., 2017 – 368с. Медична інформатика: Підручник для студентів вищих медичних закладів за редакцією В.Г.Кнігавка – Харків: ХНМУ, 2015, -240с. Додаткова Інформаційні технології в охороні здоров’я і практичній медицині: У 10 кн. Кн. 3 Інформаційні технології в хірургії: навч. посібн. / Мінцер О.П., Москаленко В.З., Веселий С.В. — К.: Вищашк., 2004. — 423 с. Інформаційні технології в охороні здоров’я і практичній медицині: У 10 кн. Кн. 5. Оброблення клінічних і експериментальних даних у медицині: навч. посібн. / Мінцер О.П., Вороненко Ю.В., Власов В.В. — К.: Вищашк., 2004. — 423 с. Брайан Фафенбергер, Дэвид Уолл. Толковый словарь по компьютерным технологиям и Internet. К.: Діалектика, 1996. 479 с. Http://uacm.kharkov.ua/rus/ Материалы сайта ―Украинская ассоциация Компьютерная медицина‖. Http://www/telemed.org.ua/News/news.html/ Материалы сайта ―Телемедицина в Украине‖. ВСТУП Збір інформації про стан хворого, її обробка в реальному режимі часу та подача на пристрої виведення в потрібному для лікаря вигляді в таких комплексах майже або повністю автоматизовані завдяки величезним можливостям мікропроцесорної техніки. Сучасні МПКС піднесли на вищий рівень інструментальні методи дослідження й інтенсивну терапію. Спеціальне ППЗ для кожного виду МПКС — це сукупність різних програм з різноманітними функціями з

ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

ЗАВДАННЯ:

1) Прочитати матеріал лекції.

2) Дати відповіді на запитання.

ЛЕКЦІЯ №8

з навчальної дисципліни «Основи медичної інформатики»

Медичні приладо-комп’ютерні системи (МПКС)

.

ПЛАН ЛЕКЦІЇ:

1. Поняття про медичні приладо - комп’ютерні системи.

2. Історична довідка.

3. Провідні галузі їх застосування.

4. Комп’ютерні моніторингові системи.

Література:

Основна

Основи медичної інформатики: підручник / Момоток Л.О., Юшина Л.В.,

Рожнова О.В. К.: Медицина, 2017. 232 с.

Медична інформатика: Підручник для медичних ВНЗ ІVр.а. – 3-тє вид., випр.

Рекомендовано МОЗ/ Булах І.Є., Лях Ю.Є. – К., 2017 – 368с.

Медична інформатика: Підручник для студентів вищих медичних закладів за

редакцією В.Г.Кнігавка – Харків: ХНМУ, 2015, -240с.

Додаткова

Інформаційні технології в охороні здоров’я і практичній медицині: У 10 кн.

— Кн. 3 Інформаційні технології в хірургії: навч. посібн. / Мінцер О.П.,

Москаленко В.З., Веселий С.В. — К.: Вищашк., 2004. — 423 с.

Інформаційні технології в охороні здоров’я і практичній медицині: У 10 кн.

— Кн. 5. Оброблення клінічних і експериментальних даних у медицині: навч.

посібн. / Мінцер О.П., Вороненко Ю.В., Власов В.В. — К.: Вищашк., 2004. —

423 с.

Брайан Фафенбергер, Дэвид Уолл. Толковый словарь по компьютерным

технологиям и Internet. — К.: Діалектика, 1996. — 479 с.

Http://uacm.kharkov.ua/rus/ Материалы сайта ―Украинская ассоциация

Компьютерная медицина‖.

Http://www/telemed.org.ua/News/news.html/ Материалы сайта ―Телемедицина

в Украине‖.

ВСТУП

Збір інформації про стан хворого, її обробка в реальному режимі часу та

подача на пристрої виведення в потрібному для лікаря вигляді в таких

комплексах майже або повністю автоматизовані завдяки величезним

можливостям мікропроцесорної техніки.

Сучасні МПКС піднесли на вищий рівень інструментальні методи

дослідження й інтенсивну терапію. Спеціальне ППЗ для кожного виду

МПКС — це сукупність різних програм з різноманітними функціями з

Page 2: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

управління медичним обладнання та обробки інформації, "ноу-хау" фірм —

виробників цієї продукції:

1. Поняття про медичні приладо - комп’ютерні системи.

Одним із напрямків інформатизації охорони здоров'я є комп'ютеризація

медичної апаратури. Медичні прилади, обладнання, вимірювальна й

керувальна техніка плюс комп'ютери зі спеціальним програмним

забезпеченням — це і є медичні приладо - комп'ютерні системи (МПКС;

схема 9).

Ці медичні

інформаційні системи базового рівня призначені для візуальних методів

обстеження, лабораторних аналізів і досліджень, контролю (моніторингу) за

станом пацієнтів і вирішення інших медичних завдань. Перераховані

технології забезпечують медперсонал надійною та своєчасною інформацією.

Вони більшою мірою безпечніші та надійніші, ніж "докомп'ютерні" методи.

Головна ж перевага цих систем полягає у високій інформативності та

валідності вихідних даних. Збір інформації про стан хворого, її обробка в

реальному режимі часу та подача на пристрої виведення в потрібному для

лікаря вигляді в таких комплексах майже або повністю автоматизовані

завдяки величезним можливостям мікропроцесорної техніки.

Сучасні МПКС піднесли на вищий рівень інструментальні методи

дослідження й інтенсивну терапію. Спеціальне ППЗ для кожного виду

МПКС — це сукупність різних програм з різноманітними функціями з

управління медичним обладнання та обробки інформації, "ноу-хау" фірм —

виробників цієї продукції:

медичні приладо-комп'ютерні системи для діагностичних візуальних

досліджень (системи комп'ютерного аналізу даних томографії, УЗД,

термографії, радіографії);

медичні приладо-комп'ютерні системи для спостереження за станом

здоров'я пацієнта (моніторинги);

медичні приладо-комп'ютерні системи для проведення лабораторних

аналізів і досліджень (аналіз даних мікробіологічних, вірусологічних,

цитологічних досліджень, біопсії);

медичні приладо-комп'ютерні системи в променевій терапії

(планувальні дозиметричні системи).

ВИСНОВОК

до першого питання:

Одним із напрямків інформатизації охорони здоров'я є комп'ютеризація

медичної апаратури. Медичні прилади, обладнання, вимірювальна й

Page 3: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

керувальна техніка плюс комп'ютери зі спеціальним програмним

забезпеченням — це і є медичні приладо-комп'ютерні системи (МПКС)

2. Історичнадовідка. Двадцяте століття, особливо його друга половина, ознаменувалося

інтенсивним розвитком нових методів обстеження, лікування і

прогнозування. У порівняно короткий час прогрес збагатив практичну

медицину візуальними й лабораторними методами діагностики, системами

лікування, моделювання лікувальних процесів, прогнозування тощо. Кожне

новітнє відкриття у фізиці або техніці відразу впроваджувалося в медицину.

Яскравим прикладом може служити відкриття Рентгена і блискуче його

впровадження в лікарську практику. З моменту відкриття рентгенівських

променів (1895 рік) медицина увійшла в нову еру. Рентгенівські апарати

значно посприяли діагностиці багатьох захворювань і були майже єдиними

представниками візуальних методів дослідження майже всю першу поло-

вину XX століття.

Відкриття оптоволокна в 50-і роки привело до появи ендоскопів —

інвазивних візуальних методів дослідження внутрішніх порожнистих

органів. Шляхом поєднання ендоскопів з мікропроцесорами на початку 80-х

років було створено відео- інформаційні системи — відеоендоскопи з

високою роздільною здатністю і здатністю зберігати інформацію на

зовнішніх носіях. Такі системи дали змогу виводити на великий екран дані

про вогнище захворювання та етапи операцій (лапароскопія).

Саме комп'ютерна техніка, інтегрована в медицину, допомагала вирішувати

найскладніші діагностичні проблеми. У 70-х роках XX століття світова

медицина одержала засоби дослідження, про які на початку XIX століття

можна було лише мріяти. Так, винайдення КТ і УЗД відкрили нову еру в

діагностиці і стали золотим стандартом у виявленні великої кількості різних

хвороб. У 1972 році англійський інженер ГодфріХаунсфілд винайшов

комп'ютерний томограф. Американський фізик АлланКормак незалежно від

Хоунсфілда розробив подібний процес. І в 1979 році "за розробку

комп'ютерної томографії" обох було нагороджено Нобелівською премією з

фізіології І медицини. Уже в 1978 році перший комп'ютерний томограф було

встановлено у Радянському Союзі, а на початку 80-х років Київський завод

реле й автоматики розпочав виробництво сканувальних рентгенівських

томографів для обстеження головного мозку. У 2003 році за винахід методу

магнітно-резонансної томографії (МРТ) Нобелівську премію з фізіології та

медицини одержали британець сер Пітер Менсфілд і американець Пол

Лотербур. Нині в клініках і дослідних центрах світу нараховується близько

23 тис. магнітно-резонансних томографів, на яких проводиться до 60 млн

досліджень у рік.

Паралельно з винайденням і вдосконаленням томографів у 60-х роках

починається розвиток ультразвукових візуальних методів дослідження.

Цифрові УЗ-апарати на базі технології MSV™ (мультислайсинг) дають

змогу переглядати одночасно кілька двовимірних зрізів, отриманих при

Page 4: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

тривимірному скануванні (аналог технологій КТ, МРТ), що відповідає назві

— ультразвукова томографія.

У 70-х роках XX століття в СІЛА, Японії, країнах Західної Європи

інформаційні технології впровадили в лабораторну діагностику. Результат —

створення автоматів для біохімічних, гематологічних, імунохімічних,

молекулярно-біологічних досліджень. В Україні такі технології з'явилися

наприкінці 90-х років. Серед завдань нових технологій (автоматів і приладів

на базі процесорної техніки та спеціального ППЗ) — аналіз даних

мікробіологічних, вірусологічних, цитологічних досліджень, біопсії. Це дало

змогу розширити діапазон експрес-аналізів. МПКС для проведення

лабораторних аналізів і досліджень якісно змінили рівень результатів

аналізів будь-якої клінічної лабораторії. На світовому ринку продуктів для

лабораторної медицини найбільш представницькими є США, Японія,

Німеччина.

Серед МПКС особливе місце займає комп'ютерний моніторинг —

апаратні комплекси, призначені для спостереження за параметрами

функціонування якого-небудь одного органи або системи органів. Такі

технології почали розвиватися ще на початку 60-х років. Значний внесок у

розробку моніторингових систем зробили вітчизняні вчені М.М.

Амосов,M.JI. Биховський, Є.В. Гублер спільно з фахівцями з обчислювальної

техніки. Спостереження за станом хворих під час хірургічних операцій і

післяопераційних хворих у палатах інтенсивної терапії вели автомати,

програмне забезпечення яких чітко контролювало всі відхилення від норми

спостережуваних біологічних параметрів. Із зарубіжних пріоритетів можна

виділити роботи американських та японських учених.

Основоположники візуальних комп'ютерних методів дослідження —

лауреати Нобелівської премії американський фізик АлланКормак і

англійський інженер ГодфріХаунсфілд (1979 рік; за створення

рентгенівського томографа), британець сер Пітер Менсфілд і американець

Пол Лотербур (2003 рік; за розробку МРТ).

Внесок у розробку моніторингових систем зробили вітчизняні вчені

М.М. Амосов, М.Л. Биховський, Є.В. Гублер.

ВИСНОВОК

до другого питання:

У порівняно короткий час прогрес збагатив практичну медицину

візуальними й лабораторними методами діагностики, системами

лікування, моделювання лікувальних процесів, прогнозування тощо.

Кожне новітнє відкриття у фізиці або техніці відразу впроваджувалося в

медицину.

Внесок у розробку моніторингових систем зробили вітчизняні вчені М.М.

Амосов, М.Л. Биховський, Є.В. Гублер.

3. Провіднігалузіїхзастосування.

На сьогодні МПКС застосовують у різних медичних галузях: кардіології,

хірургії, терапії, гастроентерології, онкології, педіатрії, тобто там, де

потрібні сучасні методи діагностики й моніторингу.

Page 5: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

Наприклад, апарат, призначений для проведення моніторингу життєвих

параметрів пацієнтів усіх вікових груп, виводить показники ЕКГ,

насиченості крові киснем (пульсоксиметрія), неінвазивного тиску крові,

параметри дихання, температури тіла (мал.. 26).

Упровадження цифрових технологій удосконалює вже

відомі нові методики дослідження. Серед останніх

досягнень — застосування мініатюрних кольорових

відеокамер у вигляді капсул для дослідження стравоходу з

метою діагностувати й оцінити ступінь тяжкості

захворювання, а також виявити ознаки пухлинного

ураження травного тракту на ранніх стадіях. Камера на

базі мікропроцесора рухається вниз по стравоходу, при

цьому роблячи 2600 знімків за 14 с (185 знімків за 1 с; мал.

27). Відеодані передаються на носій інформації в ПК

лікаря в кількості, достатній для встановлення діагнозу. Аналогічно

проводять дослідження інших відділів травного тракту, якими рухається

відеокамера.

Таким

чином, до початку XX століття медицина одержала можливість

досліджувати всі органи людини, причому більша частина методів є

неінвазивними, тобто такими, які виключають уведення в організм людини

інструментів або контрастних речовин. Вони не супроводжуються

болючими відчуттями з боку пацієнта й виникненням можливих ускладнень.

Стисло про головне

Медичні прилади, обладнання, вимірювальна й керувальна техніка

плюс комп'ютери зі спеціальним ППЗ — це і є МІС, що одержали назву

МПКС. Призначені для вирішення проблем лікування, діагностики і

прогнозування захворювань. Головна перевага цих систем перед

докомп'ютерними методиками полягає у високій інформативності й

валідності вихідних даних.

Напрямки МПКС:

- МПКС візуальних досліджень (системи комп'ютерного аналізу даних

КТ, УЗД, термографії, радіографії);

- МПКС для спостереження за станом здоров'я пацієнта (моніторинги);

- МПКС для проведення лабораторних аналізів і досліджень (аналіз

даних мікробіологічних, вірусологічних, цитологічних досліджень,

біопсії);

Page 6: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

- МПКС для променевої терапії (планувальні дозиметричні системи).

Друга половина XX століття ознаменувалася появою нових методів

обстеження, лікування й прогнозування. Наукові відкриття в технічних

науках (фізиці, електроніці, обчислювальній техніці, робототехніці,

космонавтиці та ін.) широко використовуються медициною. У 70-х

роках — упровадженій! інформаційних технологій у лабораторну

діагностику (біохімічні, гематологічні, імунохімічні, молекулярно-

біологічні дослідження).

Контрольні питання

1. Які МІС називаються МПКС?

2. Назвіть основні складові МПКС.

3. Назвіть чотири основних напрямки МПКС.

4. Які чинники посприяли появі МПКС?

5. Назвіть лауреатів Нобелівської премії — основоположників МПКС для

візуальних методів дослідження.

ВИСНОВОК

до третього питання:

Медичні прилади, обладнання, вимірювальна й керувальна техніка плюс

комп'ютери зі спеціальним ППЗ — це і є МІС, що одержали назву МПКС.

Призначені для вирішення проблем лікування, діагностики і

прогнозування захворювань. Головна перевага цих систем перед

докомп'ютерними методиками полягає у високій інформативності й

валідності вихідних даних.

4. Комп’ютернімоніторинговісистеми.

Комп'ютерний моніторинг — це тривале безперервне спостереження за

медико-біологічними параметрами пацієнтів, їхня обробка в режимі

реального часу. На сьогодні виділено два типи моніторингових систем:

- системи критичних станів, застосовувані в реанімаційних та

операційних відділеннях, палатах інтенсивної терапії;

- системи спостереження за біологічними параметрами з метою

контролювати диспансерних пацієнтів, проводити діагностику,

скринінг певних груп населення.

Перший тип включає системи для дослідження функцій кровообігу (ЕКГ,

кардіоритмографія, реографія), органів дихання (спірографія), головного

мозку (ЕЕГ, реоенцефалографія) та ін. Медичні прилади функціональної

діагностики для дослідження кровообігу, головного мозку, органів дихання

підключають до одного або кількох пацієнтів, за якими потрібне тривале

спостереження. Сигнали від приладів надходять на ЛЦП, а далі — на

обчислювальний комплекс із програмним забезпеченням, що, у свою чергу,

їх аналізує (розшифровує) і при критичних життєзагрозливих показниках

посилає звуковий або світловий сигнал тривоги на пост медичної сестри.

При цьому на екрані монітора висвічується номер приліжкового комплексу і

критичні параметри, відзначені приладами. Програмне забезпечення з

високою точністю обробляє основні параметри та специфічні морфологічні

ознаки, на підставі яких може формувати коректний автоматичний висновок

Page 7: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

(загальні відомості і характер зареєстрованих порушень). Текстовий

комп'ютерний висновок здійснюється на базі елементарних формулювань.

Програма управління комплексом і базою даних може забезпечувати

зберігання результатів досліджень у вигляді електронних історій хвороби

кожного пацієнта. Моніторинг сигналів можна проводити протягом

необмеженого терміну.

Слід зазначити, що моніторингові системи не замінюють роботу лікаря з

аналізу даних, тому що програми, які б могли замінити фахівця, відсутні. За

потреби лікар здійснює додатковий аналіз кривих, записаних у пам'яті ПК, і

формулює власний висновок.

На сьогодні такі системи одночасно можуть проводити спостереження

відразу за шістьома пацієнтами, причому з вивченням до 16 параметрів

(схема 10).

До другого типу моніторингових систем відносять системи обстеження

пацієнтів у побутових і професійних умовах протягом 24 год і більше (48, 72

год). Наприклад, холтерівський моніторинг (добовий моніторинг ЕКГ за

методом Холтера) — один із найпопулярніших методів діагностики

ішемічної хвороби серця (ІХС) і порушень серцевого ритму. Це безперервна

реєстрація показників ЕКГ. Запис ЕКГ здійснюють за допомогою

спеціального портативного апарата — рекордера, який пацієнт носить із

собою (на ремені через плече або на поясі), відзначаючи в спеціальному

щоденнику час і обставини виникнення патологічних проявів з боку серця.

Контрольні питання

1. Назвіть призначення комп'ютерних моніторингових систем.

2. Які медичні прилади включено в приліжковий комплекс комп'ютерних

моніторингових систем?

3. Які біологічні параметри спостерігають за допомогою комп'ютерних

моніторингових систем?

4. Яку роль виконує АЦП у комп'ютерних моніторингових системах?

Page 8: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

5. При яких ситуаціях ППЗ подає звуковий або світловий сигнал тривоги

на пост медичної сестри?

6. Яке призначення холтерівського моніторингу?

ВИСНОВОК

до четвертого питання:

• Комп'ютерний моніторинг — це тривале безперервне спостереження за

медико-біологічними параметрами пацієнтів, їхня обробка в режимі

реального часу за допомогою мікропроцесорної техніки. Комп'ютерні

моніторингові системи застосовують для дослідження і підтримки функцій

кровообігу (ЕКГ, кардіоритмографія, реографія), органів дихання

(спірографія), головного мозку (ЕЕГ, реоенцефалографія) при критичних

станах.

• Комп'ютерні моніторингові системи застосовують при амбулаторних

дослідженнях для здійснення контролю, діагностики і скринінгу патологій у

пацієнтів диспансерних та інших груп.

Загальний висновок:

Медичні прилади, обладнання, вимірювальна й керувальна техніка

плюс комп'ютери зі спеціальним ППЗ — це і є МІС, що одержали назву

МПКС. Призначені для вирішення проблем лікування, діагностики і

прогнозування захворювань. Головна перевага цих систем перед

докомп'ютерними методиками полягає у високій інформативності й

валідності вихідних даних.

Напрямки МПКС:

- МПКС візуальних досліджень (системи комп'ютерного аналізу даних

КТ, УЗД, термографії, радіографії);

- МПКС для спостереження за станом здоров'я пацієнта (моніторинги);

- МПКС для проведення лабораторних аналізів і досліджень (аналіз

даних мікробіологічних, вірусологічних, цитологічних досліджень,

біопсії);

- МПКС для променевої терапії (планувальні дозиметричні системи).

Друга половина XX століття ознаменувалася появою нових методів

обстеження, лікування й прогнозування. Наукові відкриття в технічних

науках (фізиці, електроніці, обчислювальній техніці, робототехніці,

космонавтиці та ін.) широко використовуються медициною. У 70-х

роках — упровадження інформаційних технологій у лабораторну

діагностику (біохімічні, гематологічні, імунохімічні, молекулярно-

біологічні дослідження).

ЗАВДАННЯ:

1) Прочитати матеріал лекції.

2) Дати відповіді на запитання.

ЛЕКЦІЯ №9

з навчальної дисципліни «Основи медичної інформатики»

Page 9: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

Медичні комп’ютерні системи візуалізації

ПЛАН ЛЕКЦІЇ:

1. Комп’ютерна томографія.

2. Томографія з використанням електромагнітних полів.

3. Ультразвукове дослідження.

1. Комп’ютерна томографія.

КТ — принципово новий та універсальний метод пошарового

дослідження тонких шарів тканин. Звідси назва методу — томографія (від

грец. tomos— шар). З її допомогою можна вивчати всі частини тіла, всі

органи, визначати положення, форму, розміри, стан поверхні та структуру

органа, досліджувати його функції, у тому числі кровообіг, а також

вимірювати щільність будь-якої ділянки тканин. Сучасні томографи дають

змогу одержувати зображення дуже тонких шарів — від 0,5 до 10 мм.

Зображення може бути площинне (2D) і об'ємне (3D). Термін "комп'ютерна

томографія" на сьогодні застосовується стосовно різних сканувальних

комп'ютерних томографічних методів дослідження, а не тільки щодо

рентгенологічної комп'ютерної томографії, винайдення якої започаткувало

розвиток описувальних методик.

Залежно від природи інформаційних променів виділяють такі види КТ:

- рентгенологічну КТ (РКТ);

- томографію з використанням електромагнітних ПОЛІВ (МРТ);

- томографію з використанням електромагнітного випромінювання

(позитронно-емісійна (ПЕТ)).

Процес удосконалювання КТ триває. Медична техніка на світовому ринку

модернізується з кожним роком. Стрімко розвиваються нові комп'ютерні

технології, застосовуються нові принципи обстеження. Сучасний

комп'ютерний томограф - це складний програмно-технічний комплекс, до

виготовлення якого висуваються жорсткі вимоги. Механічні вузли,

електроніку виконують з найвищою точністю, конструкція деталей і

матеріали постійно вдосконалюються. Великий ППП дає змогу проводити

весь спектр КТ - досліджень. З кожним новим поколінням КТ значно

розширюється за допомогою вузькоспеціалізованих програм, що враховують

особливості сфери застосування апаратного комплексу. Тому покращені

моделі КТ прийнято систематизувати за поколіннями (від першого до

четвертого).

Прогрес КТ прямо пов'язаний зі збільшенням кількості детекторів, тобто

зі збільшенням кількості проекцій, що збираються одночасно. У першому

поколінні КТ кількість детекторів становила 2, у другому — ЗО—50, у

третьому — 300—500, у четвертому — 1000—5000. У другому поколінні

було вперше застосовано віялову форму пучка рентгенівського випроміню-

вання. Кожне наступне покоління комп'ютерних томографів відзначалось

істотно меншим часом реконструкції КТ-зображень і більшою швидкістю

обертання рентгенівської трубки, що дало змогу прискорити і розширити

сфери діагностичного застосування КТ-досліджень.

Page 10: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

Рентгенівська комп'ютерна томографія

Як було зазначено вище, при КТ уперше було використано рентгенівське

випромінювання як джерело інформації для математичної обробки. Цей

чутливий і високоінформативний метод рентгенодіагностики — пошарове

рентгенологічне дослідження, засноване на комп'ютерній реконструкції

зображення, одержуваного при круговому скануванні об'єкта вузьким пуч-

ком рентгенівських променів.

Фізична природа процесу томографування полягає в наступному:

інформаційний промінь сканує ("переглядає") людське тіло по окружності.

По інший бік рентгенівської трубки встановлено систему датчиків, кількість

яких змінювалася від двох (перше покоління томографів) до 500 (третє

покоління) і до кількох тисяч твердотільних датчиків, розташованих у кілька

рядів (четверте покоління).

Ці датчики фіксують змінені кількісні характеристики інформаційних

променів, тобто відтворюють ступінь ослаблення пучка. Обертаючись

навколо пацієнта, рентгенівський промінь "переглядає" його тіло під різними

ракурсами, у цілому під кутом 360° (мал. 28). До кінця обертання

випромінювача в пам'яті комп'ютера зберігаються зафіксовані сигнали всіх

датчиків. Накопичена інформація у вигляді масиву даних обробляється ППЗ,

за допомогою якого реконструюється графічне зображення зрізу (графічна

матриця). Воно складається з кількох десятків тисяч світлових точок,

яскравість яких пропорційна щільності тканин, через які проходив пучок

випромінювання. При цьому комп'ютером розраховується коефіцієнт

ослаблення променів або коефіцієнт абсорбції (КА) тканин, що виражається

в одиницях Хаунсфілда (HounsfieldUnits, HU), для кожної точки зображення.

Ця величина показує, наскільки біологічна тканина здатна поглинати

(послаблювати) рентгенівські промені. Кістка поглинає рентгенівські

промені сильніше порівняно з іншими тканинами і має найбільший КА

(+800+ +3000 HU). Повітря практично не поглинає промені і має найменший

КА (-1000 HU). Якщо розмістити на прямій три основні точки КА:

КА максимального ослаблення +1000 HU(щільність кам'янистої

частини скроневої кістки);

КА мінімального ослаблення -1000 HU(щільність повітря);

Page 11: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

КА води 0 HU,

то одержимо шкалу Хаунсфілда — один з основних інструментів КТ-

діагностики.

Здатність тканин поглинати рентгенівські промені прямо пов'язана з їх

щільністю, що також може вимірюватися в одиницях Хаунсфілда. Таким

чином, якщо за нульову величину щільності прийняти щільність води при

щільності кістки +1000 HUі щільності повітря -1000 HU, то дана шкала

також буде називатися шкалою Хаунсфілда. Відповідно до цієї шкали весь

діапазон щільностей тіла людини складається з 2000 одиниць: від -1000 до

+1000. У сучасних КТ-дослідженнях зображення щільностей коливається від

-1000 до +3000 HU. А це означає, що чим більша щільність тканин, тим

сильніше вона поглинає випромінювання і тим світлішою ця тканина є на

екрані: кістка біла, повітря чорне. Таким чином, нормальні і патологічні

утворення розрізняють за градаціями переходу від чорного до білого

кольору. Деякі тканини і відповідні їм параметри щільності, виражені в

одиницях Хаунсфілда, наведено на мал. 29.

Користуючись клавіатурою, лікар може збільшувати це зображення, виділяти

і збільшувати окремі його частини, вимірювати розміри органа, визначати

щільність кожної ділянки тканини в умовних одиницях. За серією

двовимірних зображень за допомогою математичних методів обробки можна

відновити об'ємне зображення об'єкта.

У медицині побачити невидиме або ледве помітне оком означає встановити діагноз

на ранній стадії захворювання, коли ще можна уникнути небезпечного розвитку

патології та оперативного втручання. Основою візуального аналізу будь-яких

зображень є пошук і виявлення ледве помітних і невидимих оку лікаря

діагностичних ознак. КТ використовують не тільки з діагностичною метою, а і як

метод контролю за виконанням хірургічних втручань. Наприклад, топографія

структур головного мозку різко змінюється після розкриття черепа при втручанні на

патологічному вогнищі. Під час операції потрібна постійна корекція в оцінці

Page 12: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

взаємодії анатомічних структур. Під контролем КТ уводять волоконно-оптичні

прилади і мікрохірургічні інструменти в ушкоджені ділянки дисків хребців і

виконують найтонші операції.

Спочатку існували комп'ютерні томографи для дослідження тільки головного

мозку. Це зараз звучить буденно, але 35 років тому вперше у світі людство одержало

можливість заглянути усередину живого мозку й судити про порушення в ньому не

по непрямих ознаках, а вивчати морфологічні зміни самого субстрату,

диференціювати сіру й білу речовину. Технічний прогрес привів до

вдосконалювання апаратур: з'явилися могутніші, швидкісні апарати, пристосовані

для дослідження всього тіла пацієнта (мал. 30). Проблему диференціації органів і

тканин, що мають рівну або дуже близьку щільність за шкалою Хаунсфілда, було

вирішено шляхом внутрішньовенного контрастного посилення, тобто введення таких

речовин в організм людини, які, накопичуючись в органах, змінювали їхню

щільність. Методики контрастного посилення дають змогу розрізняти й визначати

характер пухлин (новоутворень) на фоні м'яких тканин, що їх оточують, у тих

випадках, коли вони не видимі при звичайному дослідженні.

На сьогодні нараховуються чотири покоління рентгенівських

комп'ютерних томографів. Прикладом томографа третього покоління є

спіральний томограф, названий так через обертальне переміщення віялового

рентгенівського пучка, що створює траєкторію спіралі. Більшість сучасних

установок в Україні — це апарати третього покоління. Якщо на апаратах

першого покоління процес зчитування інформації і реконструювання одного

зображення займав кілька хвилин, на апаратах другого — десятки секунд, то

на томографах третього і четвертого поколінь — кілька секунд. Таким

чином, щоб дослідити головний мозок на томографах першого покоління з

товщиною зрізу 10 мм (тобто кількість зрізів — до 8), необхідно було

затратити 8—10 хв. У 2004—2005 роках було розроблено 32- і 64-зрізові

мультиспіральні томографи, які є вершиною технічного прогресу (мал. 31).

Page 13: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

ВИСНОВОК

до першого питання:

На сьогодні нараховуються чотири покоління рентгенівських комп'ютерних

томографів. Прикладом томографа третього покоління є спіральний

томограф, названий так через обертальне переміщення віялового

рентгенівського пучка, що створює траєкторію спіралі. Більшість сучасних установок в Україні — це апарати третього покоління. Якщо на апаратах першого покоління процес зчитування інформації і реконструювання одного

зображення займав кілька хвилин, на апаратах другого — десятки секунд, то

на томографах третього і четвертого поколінь — кілька секунд

2. Томографія з використанням електромагнітних полів.

Другий вид КТ — томографія ядерно-магнітного резонансу (ЯМР, або

МРТ). Термін "ЯМР-томографія" було замінено на "МРТ-томографію" в 1986

році у зв'язку з розвитком у людей нуклеофобії після Чорнобильської аварії.

У новому терміні відсутнє нагадування про "ядерність" походження методу,

що і дало змогу впровадити його безболісно в повсякденну медичну

практику.

Джерело інформаційних променів — людина, яка випромінює

електромагнітне резонансне випромінювання. Фізична суть МРТ: якщо

систему (досліджувана ділянка тіла пацієнта), що перебуває в постійному

магнітному полі, опромінити зовнішнім змінним електромагнітним полем,

частота якого точно дорівнює частоті переходу між енергетичними рівнями

ядер атомів, то ядра почнуть переходити у квантовий стан, енергетично

вищий. Інакше кажучи, спостерігається резонансне поглинання енергії

електромагнітного поля. У разі припинення впливу перемінного

електромагнітного поля виникає резонансне виділення енергії, що і фіксує

система. МРТ дає можливість одержувати зображення будь-яких шарів тіла

людини. Більшість сучасних MP-томографів "налаштовані" на реєстрацію

радіосигналів ядер водню, що містяться у тканинній рідині або жировій

тканині. Тому MP-томограма дає картину просторового розподілу молекул,

що містять атоми водню (як відомо, людина складається на 75—80 % з води,

Page 14: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

до складу якої входить водень, що дає резонансне електромагнітне

випромінювання, тобто несе інформацію). Чутливі датчики (високочастотні

котушки) сприймають сигнали релаксації, тобто інформаційні промені від

пацієнта, і направляють їх в обчислювальний комплекс, де інформація

обробляється до вигляду зображення.

Система для МРТ складається з:

- магніту, що створює статистичне магнітне поле з напругою від 0,5 до

1,5 Т і З Т.

Магніт порожній. У ньому є тунель, у якому розміщується пацієнт. Стіл

для пацієнта має автоматичну систему керування рухом у поздовжньому і

вертикальному напрямках;

- високочастотних котушок різної конфігурації для дослідження різних

ділянок тіла пацієнта. Котушки служать для радіохвильового

збудження ядер водню і створення ефекту спину, а також прийому

інформаційного сигналу. Котушки накладають на досліджувану

ділянку. Створюється додаткове магнітне поле і збудження ядер водню

(поглинання енергії електромагнітного поля). Котушки сприймають

електромагнітне випромінювання (водневий спектр) від пацієнта при

резонансному виділенні енергії. Таким чином, метод засновано на

вимірюванні електромагнітної відповіді атомів водню на збудження їх

певною комбінацією електромагнітних хвиль у постійному магнітному

полі високої напруги.

Локальна комп'ютерна мережа системи, що складається з 2—З ПК, здійснює

обробку даних, управляє системою магнітного поля, забезпечує узгодженість

усіх компонентів МРТ. При цьому вирішується головне завдання —

одержання зображення тонких шарів тіла людини в будь-якому розрізі —

фронтальному, сагітальному, аксіальному і косій площинах. Можливими

стали одержання об'ємних зображень органів, вимірювання швидкості

кровотоку, току спинномозкової рідини, визначення рівня дифузії в

тканинах, візуалізація активації кори головного мозку при функціонуванні

органів, за які відповідає ця ділянка кори.

МРТ протипоказана при клаустрофобії за наявності сторонніх металевих

включень в організмі (штучні металеві суглоби, кульові осколки, які можуть

зміститися під дією магнітного поля), вживлених кардіостимуляторів, робота

яких може бути порушена. При МРТ, як і при рентгенологічному

дослідженні, можна застосовувати штучне контрастування тканин. Із цією

метою використовують хімічні речовини, що містять ядра з непарним

числом протонів і нейтронів, наприклад сполуки фтору, або ж

парамагнетики, які змінюють час релаксації води і тим самим посилюють

контрастність зображення.

МРТ — високоефективний діагностичний метод, абсолютно безпечний

для пацієнта навіть за умови багаторазового застосування.

ВИСНОВОК

до другого питання:

Page 15: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

Можливими стали одержання об'ємних зображень органів, вимірювання

швидкості кровотоку, току спинномозкової рідини, визначення рівня дифузії

в тканинах, візуалізація активації кори головного мозку при функціонуванні

органів, за які відповідає ця ділянка кори.

3. Ультразвукове дослідження.

Ультразвукове дослідження (УЗД)- ультрасаунд в сучасних умовах

найбільш поширений метод отримання зображення різних органів

(візуалізуючих метод). Метод абсолютно необтяжливий для хворих,

неінвазивний, тобто не вимагає ін'єкцій, порушення цілісності тканин

організму.

Принцип УЗД полягає втому, що ультразвуковий датчик направляє на

орган ультразвуковий сигнал або промінь. Цей сигнал має властивість

затримуватися у щільній тканині, відбиватися від неї і повертатися до

джерела, прозору рідину він пройде наскрізь, знову затримається і

повернеться. Відповідно може бути зареєстровано наспеціальному екрані

одномірне зображення органу - відстань між двома лініями відображають

обсяг органу. Якщо тепер, пустити ультразвуковий датчик по дузі навколо

органу, а отримані сигнали обробити за допомогою комп'ютера, то вийде

двовимірне зображення, по суті, справжнє зображення органу.

Цілі дослідження. В даний час УЗД черевної порожнини використовується

для розпізнавання захворювань печінки (гепатити, цироз печінки, пухлини,

кісти), жовчного міхура (камені в міхурі, холецистити, пухлини й поліпи),

нирок (пухлини, кісти, сечокам'яна хвороба), підшлункової залози (пухлини ,

запальні захворювання). Застосовується для діагностики захворювань органів

малого таза - сечового міхура (запалення, поліпи, пухлини), передміхурової

залози (запалення доброякісні та злоякісні пухлини), матки (міоми, пухлини),

яєчників (кісти, пухлини). Є великі перспективи використання УЗД у

профілактичних оглядах для виявлення ранніх ознак хвороб деяких органів.

Як виконується дослідження? УЗД проводиться на апаратах, що дозволяють вже під час дослідження

одержати зображення органу і зробити знімки - ехограми. Під час

дослідження хворий лежить на кушетці, передня черевна стінка змащується

спеціальним гелем, який покращує проведення ультразвукового променя до

органів черевної порожнини. Промінь утворюється в датчику, який

направляється лікарем у різних напрямках, при цьому передня черевна стінка

злегка стискається. Під час дослідження лікар «керує» диханням хворого, що

Page 16: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

також необхідно для отримання хорошого зображення. З цією ж метою лікар

періодично просить хворого змінювати положення на кушетці.

Норма. Зазвичай, якщо немає хворобливих змін у досліджуваному органі, в

ув'язненні по знімках вказується, що структурних змін немає. Іноді

описуються розміри органу.

Основні види інструментальної діагностики: 1. Кількісна ультразвукова денситометрія

2. УЗД акушерське (біометрія плода)

3. УЗД вилочкової залози

4. УЗД очі

5. УЗД головного мозку (нейросонографія)

6. УЗД жіночих органів трансабдомінально + інтравагінально

7. УЗД колінних і плечових суглобів

8. УЗД лімфатичних вузлів

9. УЗД молочних залоз

10. УЗД сечовидільної системи (педіатрія)

11. УЗД сечовидільної системи (нирки, сечоводи, сечовий міхур) УЗД

сечостатевої системи чоловіків (сечовий міхур, передміхурова залоза,

залишкова сеча)

12. УЗД м'яких тканин

13. УЗД наднирників

14. УЗД привушної залози

15. УЗД органів черевної порожнини (педіатрія)

16. УЗД органів черевної порожнини (підшлункова залоза, печінка,

жовчний міхур, селезінка, нирки, надниркові залози)

17. УЗД органів черевної порожнини і нирок (педіатрія) УЗД органів

малого тазу

18. УЗД органів мошонки (яєчок)

19. УЗД пазух носа

20. УЗД плоду (I триместр)

21. УЗД плоду (II триместр)

22. УЗД плоду (III триместр)

23. УЗД нирок з дослідженням ниркових артерій

24. УЗД передміхурової залози (простати)

25. УЗД скринінг фолікула

26. УЗД кульшових суглобів

27. УЗД щитовидної залози

28. Ехогідротубація (ультразвукова гістеросальпінгографія,

ехогістероскопія, визначення прохідності маткових труб)

Page 17: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

Ультразвукове дослідження (УЗД) - діагностичний метод, основою якого є

отримання зображення внутрішніх органів за допомогою звукових коливань

ультрависокої частоти, що не сприймаються людським вухом. Відбиті від

внутрішніх структур звукові коливання фіксуються спеціальним датчиком і

реконструюються на екрані монітора у вигляді зображення

в режимі реального часу.

Наскільки якісно буде проведено

ультразвукове дослідження, залежить від досвіду лікаря та

обладнання, на якому робиться обстеження.

У наших центрах працюють тільки високопрофесійні

співробітники, а встановлені потужні ультразвукові системи

експертного класу дозволяють отримувати найбільш точні

трьох- і чотиривимірні зображення (що нагадують

голограми).При проведенні УЗД не використовується

іонізуюче (радіоактивне) випромінювання, що зумовлює

відносну безпечність діагностики.

Області застосуванняультразвуку в медицині надзвичайно широкі.У

діагностичних цілях його використовують для виявлення захворювань

органів черевної порожнини і нирок, органів малого тазу, щитовидної залози,

молочних залоз, лімфатичної системи, серця, великих суглобів кінцівок,

магістральних судин кінцівок і голови, в акушерській та педіатричній

практиці.Через фізичні властивості ультразвуку, недоступнимими для даного

методу є органи, що містять повітря і кісткові тканини.

Підготовка до ультразвуковим дослідженням: Черевної порожнини.Дослідження проводиться вранці натщесерце після 10-

12 годинного голодування.При підвищеному газоутворення в кишечнику

рекомендується триденна дієта, що виключає сирі овочі та фрукти, чорний

хліб, молочні продукти, бобові, а також після їжі показаний прийом

активованого вугілля і ферментних препаратів (фестал).

Нирок і сечового міхура.Якщо досліджуються тільки нирки, підготовка не

потрібна. Для обстеження сечового міхура, він повинен бути наповнений -

утримувати 300-350 мл рідини. За 1,5-2 години до дослідження

рекомендується випити 1 літр будь-якої рідини.

Передміхурової залози. При трансабдомінальному дослідженні необхідний

повний сечовий міхур (див. вище). При трансректальному дослідженні

наповнювати його слід тільки в разі необхідності детального дослідження

стінки самого міхура.

Матки і яєчників. При трансабдомінальному дослідженні необхідний добре

наповнений сечовий міхур (див. вище).При трансвагінальному дослідженні

сечовий міхур повинен бути порожній.

Плоду.Повний сечовий міхур при дослідженні необхідний до 12 тижня

вагітності.

Молочних залоз.Підготовка не потрібна.

Щитовидної залози.Підготовка не потрібна.

Серця.Підготовка не потрібна.Рекомендується мати при собі результати

Page 18: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

електрокардіограми.

Обмеження ультразвукового методу.Інформативність УЗД знижується при

проведенні дослідження у пацієнтів із надмірною вагою, а також вираженим

метеоризмом (здуттям живота).У першому випадку спостерігається значне

послаблення ультразвукових хвиль, а в другому надлишкове відображення

уз-сигналу (будь-який газ - непреступна перешкода для ультразвукових

хвиль, використовуваних у медицині і нешкідливих для здоров'я).З цих самих

причин, за рідкісним винятком, не можливо вичерпне ультразвукове

дослідження головного мозку, легенів, кісток, кишківника і шлунку.

Ультразвукове дослідження (УЗД)- неінвазивне дослідження організму

людини чи твариниза допомогою ультразвукових хвиль.

1. Фізичні основи

Фізична основа УЗД - п'єзоелектричний ефект. При деформації

монокристалів деяких хімічних сполук ( кварц, титанат барію) під впливом

ультразвукових хвиль, на поверхні цих кристалів виникають протилежні за

знаком електричні заряди - прямий п'єзоелектричний ефект. При подачі на

них змінного електричного заряду, в кристалах виникають механічні

коливання з випромінюванням ультразвукових хвиль. Таким чином, один і

той же п'єзоелемент може бути поперемінно то приймачем, то джерелом

ультразвукових хвиль. Ця частина в ультразвукових апаратах називається

акустичним перетворювачем, трансдюсером або датчиком.

Ультразвукпоширюється в середовищах у вигляді чергуються зон стиснення і

розширення речовини. Звукові хвилі, в тому числі й ультразвукові,

характеризуютьсяперіодом коливання- часом, за яке молекула (частка)

здійснює одне повне коливання; частотою- числом коливань в одиницю

часу;довжиною- відстанню між точками однієї фази і швидкістю поширення,

що залежить головним чином відпружностітащільностісередовища. Довжина

хвилі обернено пропорційна її частоті. Чим менше довжина хвиль, тим

вищероздільна здатністьультразвукового апарату. У системах медичної

ультразвукової діагностики зазвичай використовують частоти від 2 до

10МГц. Роздільна здатність сучасних ультразвукових апаратів досягає 1-3

мм.

Будь середовище, в тому числі і тканини організму, перешкоджає

поширенню ультразвуку, тобто володіє різним акустичним опором, величина

якого залежить від їх щільності і швидкості ультразвуку. Чим вище ці

параметри, тим більше акустичний опір. Така загальна характеристика будь

еластичної середовища позначається терміном "імпеданс".

Досягнувши кордону двох середовищ з різним акустичним опором, пучок

ультразвукових хвиль зазнає істотні зміни: одна його частина продовжує

поширюватися в новому середовищі, в тій чи іншій міріпоглинаючисьнею,

інша -відбивається. Коефіцієнт віддзеркалення залежить від різниці величин

акустичного опору межують один з одним тканин: чим ця різниця більше,

тим більше відображення і, природно, більше амплітуда зареєстрованого

сигналу, а значить, тим світліше і яскравіше він буде виглядати на екрані

апарата. Повним відбивачем є межа між тканинами і повітрям.

Page 19: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

У найпростішому варіанті реалізації метод дозволяє оцінити відстань до

кордону розділення щільності двох тіл, грунтуючись на часі проходження

хвилі, відбитої від кордону розділу. Більш складні методи дослідження

(наприклад, засновані наефекті Допплера) дозволяють визначити швидкість

руху кордону розділугустин, а також різницю в щільності, що утворюють

кордон.

Ультразвукові коливання при поширенні підкоряються законамгеометричної

оптики. В однорідному середовищі вони поширюються прямолінійно і з

постійною швидкістю. На кордоні різних середовищ з неоднаковою

акустичною щільністю частина променів відбивається, а частина

заломлюється, продовжуючи прямолінійне поширення. Чим

вищеградієнтперепаду акустичної щільності граничних середовищ, тим

більша частина ультразвукових коливань відбивається. Так як на межі

переходу ультразвуку з повітря на шкіру відбувається відображення 99,99%

коливань, то при ультразвуковому скануванні пацієнта необхідно змазування

поверхні шкіри водним желе, яке виконує роль перехідної середовища.

Відображення залежить від кута падіння променя (найбільше при

перпендикулярному напрямку) і частоти ультразвукових коливань (при

більш високій частоті більша частина відбивається).

Для дослідження органів черевної порожнини і заочеревинного простору, а

також порожнини малого таза використовується частота 2,5 - 3,5 МГц, для

дослідження щитовидної залози використовується частота 7,5 МГц.

Особливий інтерес в діагностиці викликає використанняефекту Допплера.

Суть ефекту полягає в зміні частоти звуку внаслідок відносного руху

джерела і приймача звуку. Коли звук відбивається від об'єкта, що рухається,

частота відбитого сигналу змінюється (відбувається зсув частоти).При

накладенні первинних і відбитих сигналів виникаютьбиття, які

прослуховуються за допомогою навушників або гучномовця.

Доплерографія

Спектральний Допплер Загальної каротидної артерії

Page 20: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

Збільшений комп'ютером Транскраніальної доплер.

Методика заснована на використанні ефекту Допплера. Сутність ефекту

полягає в тому, що від рухомих об'єктів ультразвукові хвилі відбиваються зі

зміненою частотою. Цей зсув частоти пропорційний швидкості руху

лоціруемой структур - якщо рух направлено у бік датчика, то частота

збільшується, якщо від датчика - зменшується.

Потокова спектральна допплерографія (ПКД) Призначена для оцінки кровотоку у відносно великих судинах і камерах

серця. Основним видом діагностичної інформації є спектрографічним запис,

що представляє собою розгортку швидкості кровотоку в часі. Натакому

графіку по вертикальній осі відкладається швидкість, а по горизонтальній -

час. Сигнали, які відображаються вище горизонтальної осі, йдуть від потоку

крові, спрямованого до датчика, нижче цієї осі - від датчика. Крім швидкості

і напряму кровотоку, по виду допплеровской спектрограми можна визначити

характер потоку крові: ламінарний потік відображається у вигляді вузької

кривої з чіткими контурами, турбулентний - широкої неоднорідною кривої.

Безперервна (постоянноволновая) ПСД

Заснована на постійному випромінюванні і постійному прийомі відбитих

ультразвукових хвиль. При цьому величина зсуву частоти відбитого сигналу

визначається рухом всіх структур на шляху ультразвукового променя в

межах глибини його проникнення. Недолік: неможливість ізольованого

аналізу потоків в строго визначеному місці. Переваги: допускає вимір

великих швидкостей потоків крові.

Імпульсна ПСД

Заснована на періодичному випромінюванні серій імпульсів ультразвукових

хвиль, які, відбившись від еритроцитів, послідовно сприймаються тим же

датчиком. У цьому режимі фіксуються сигнали, відображені тільки з певної

відстані від датчика, які встановлюються на розсуд лікаря. Місце

дослідження кровотоку називають контрольним об'ємом. Переваги:

можливість оцінки кровотоку в будь заданій точці.

Page 21: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

Кольорове допплерівське картування (КДК) Засноване на кодування в кольорі значення допплерівського зсуву

випромінюваної частоти. Методика забезпечує пряму візуалізацію потоків

крові в серці і у відносно великих судинах. Червоний колір відповідає

потоку, що йде в бік датчика, синій - від датчика. Темні відтінки цих квітів

відповідають низьким швидкостям, світлі відтінки - високим. Недолік:

неможливість отримання зображення дрібних кровоносних судин з

маленькою швидкістю кровотоку. Переваги: дозволяє оцінювати як

морфологічний стан судин, так і стан кровотоку по ним.

Енергетична допплерографія (ЕД) Заснована на аналізі амплітуд всіх ехосигналів допплерівського спектру, що

відображають щільність еритроцитів в заданому обсязі. Відтінки кольору (від

темно-оранжевого до жовтого) несуть відомості про інтенсивність

ехосигналу. Діагностичне значення енергетичної допплерографії полягає в

можливості оцінки васкуляризації органів і патологічних ділянок. Недолік:

неможливо судити про напрямок, характер і швидкості кровотоку. Переваги:

відображення отримують всі судини, незалежно від їх ходу щодо

ультразвукового променя, у тому числі кровоносні судини дуже невеликого

діаметру і з незначною швидкістю кровотоку.

Комбіновані варіанти: ЦДК + ЕД - конвергентна колірна доплерографія

B-режим УЗД + ПСД (чи ЕД) - дуплексне дослідження

Тривимірне допплеровское картування і тривимірна ЕД Методики, що дають можливість спостерігати об'ємну картину просторового

розташування кровоносних судин в режимі реального часу в будь-якому

ракурсі, що дозволяє з високою точністю оцінювати їх співвідношення з

різними анатомічними структурами і патологічними процесами, у тому числі

із злоякісними пухлинами. У цьому режимі використовується можливість

запам'ятовування декількох кадрів зображення. Після включення режиму

дослідник переміщує датчик або змінює його кутове положення, не

порушуючи контакту датчика з тілом пацієнта. При цьому в приладі

запам'ятовуються послідовні кадри зображення, отримані в різних ракурсах.

Наоснові отриманих кадрів у пристрої обробки системи реконструюється

псевдотрехмерной зображення тільки кольоровий частини зображення, що

характеризує кровоток у судинах. Це тривимірне зображення судин можна

повертати і спостерігати з різних сторін. Недоліком такого способу

отримання тривимірного зображення є можливість великих геометричних

спотворень через те, що важко забезпечити рівномірне переміщення датчика

вручну з потрібною швидкістю при реєстрації інформації. Метод дозволяє

отримувати тривимірні зображення без спотворень, називається методом

тривимірної ехографії (3D).

Ехоконтрастірованіе

Методика заснована на внутрішньовенному введенні особливих

контрастують речовин, що містять вільні мікропухирців газу (діаметром

менше 5 мкм при їх циркуляції не менше 5 хвилин).

Page 22: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

У клінічній практиці методика використовується у двох напрямках.

Динамічна ехоконтрастная ангіографія.

Істотно поліпшується візуалізація кровотоку, особливо в дрібних глибоко

розташованих судинах з низькою швидкістю кровотоку; значно підвищується

чутливість ЦДК та ЕД; забезпечується можливість спостереження всіх фаз

контрастування судин в режимі реального часу; зростає точність оцінки

стенотичних уражень кровоносних судин.

Тканинне ехоконтрастірованіе.

Забезпечується вибірковістю включення ехоконтрастних речовин в структуру

певних органів. Ступінь, швидкість і накопичення ехоконтраста в незмінених

і патологічних тканинах різні. З'являється можливість оцінки перфузії

органів, поліпшується контрастне дозвіл між нормальною і ураженою

тканиною, що сприяє підвищенню точності діагностики і різних

захворювань, особливо злоякісних пухлин.

Отримане зображення фіксується на екрані монітора, а потім реєструється за

допомогою принтера.

Застосування в медицині

Терапевтичне застосування ультразвуку в медицині

Крім широкого використання в діагностичних цілях (див. Ультразвукове

дослідження), ультразвук застосовується в медицині як лікувальний засіб.

Ультразвук володіє дією:

протизапальну, розсмоктуючою

аналгетичну, спазмолітичну

кавітаційним посиленням проникності шкіри

Фонофорез - поєднаний метод, при якому на тканини діють ультразвуком і

вводяться з його допомогою лікувальними речовинами (як медикаментами,

так і природного походження). Проведення речовин під дією ультразвуку

обумовлено підвищенням проникності епідермісу і шкірних залоз, клітинних

мембран та стінок судин для речовин невеликий молекулярної маси,

особливо - іонів мінералів бішофіту.Комфортність ультрафонофореза

медикаментів та природних речовин:

лікувальну речовину при введенні ультразвуком не руйнується

синергізм дії ультразвуку та лікувальної речовини

Показання до ультрафонофорезу бішофіту: остеоартроз, остеохондроз,

артрити, бурсити, епікондиліти, п'яткова шпора, стани після травм опорно-

рухового апарату; Неврити, нейропатії, радикуліти, невралгії, травми нервів.

Наноситься бішофіт-гель і робочою поверхнею випромінювача проводиться

мікро-масаж зони впливу. Методика лабільна, звичайна для

ультрафонофореза (при ОФФ суглобів, хребта інтенсивність в області

шийного відділу - 0,2-0,4 Вт/см2., В області грудного і поперекового відділу -

0,4-0,6 Вт/см2).

Кардіологія, судинна і кардіохірургія

Page 23: ЗАВДАННЯ - college.zsmu.edu.uacollege.zsmu.edu.ua/upload/distance learning/MS/2/ominhormatica_l… · ЗАВДАННЯ: 1) Прочитати матеріал лекції

Ехокардіографія (ЕхоКГ) - це ультразвукова діагностика захворювань серця.

У цьому дослідженні оцінюються розміри серця і його окремих структур

(шлуночки, передсердя, міжшлуночкової перегородки, товщина міокарда

шлуночків, передсердь і т. д.), наявність та обсяг рідини в перикарді -

"серцевої сорочці", стан клапанів серця. За допомогою спеціальних

розрахунків і вимірювань Ехокардіографія дозволяє визначити масу серця,

скорочувальну здатність серця - фракцію викиду і т. д. Існують зонди, які

допомагають під час операцій на серці стежити за роботою мітрального

клапана, розташованого між шлуночком і передсердям.

ВИСНОВОК

до третього питання:

Ультразвукове дослідження (УЗД)- неінвазивне дослідження організму

людини чи твариниза допомогою ультразвукових хвиль.

Загальний висновок:

В даний час УЗД черевної порожнини використовується для розпізнавання

захворювань печінки (гепатити, цироз печінки, пухлини, кісти), жовчного

міхура (камені в міхурі, холецистити, пухлини й поліпи), нирок (пухлини,

кісти, сечокам'яна хвороба), підшлункової залози (пухлини , запальні

захворювання). Застосовується для діагностики захворювань органів малого

таза - сечового міхура (запалення, поліпи, пухлини), передміхурової залози

(запалення доброякісні та злоякісні пухлини), матки (міоми, пухлини),

яєчників (кісти, пухлини). Є великі перспективи використання УЗД у

профілактичних оглядах для виявлення ранніх ознак хвороб деяких органів.

Загальний висновок:

Матеріали для самопідготовки студентів:

- 1) Які інформаційні промені використовуються в системах візуалізації?

- 2) Які три точки покладено в основу шкали Хаунсфільда?

- 3) Які інформаційні промені використовуються в МРТ, в ПЕТ?

- 4) Назвіть галузі застосування УЗД.