Ультразвуковая эластография

Принцип работы и суть УЗ-эластографии

Ультразвуковая эластография (USE) представляет собой технологию, расширяющую возможности традиционного УЗИ. Аппарат рассчитывает упругость исследуемой ткани относительно соседних участков. В результате программной обработки данных создается эластограмма — детализированная карта относительных модулей упругости.

Главная диагностическая ценность метода заключается в том, что он дает прямую визуальную оценку упругих свойств тканей. Кроме того, врач может получить полуколичественные показатели: для этого программное обеспечение сравнивает жесткость патологического очага с характеристиками здоровой (референсной) зоны. На сегодняшний день метод наиболее успешно и рутинно применяется в двух направлениях: для неинвазивной оценки степени фиброза печени, а также для дифференциальной диагностики образований молочной железы. Что касается костно-мышечной медицины и ортопедии, то здесь клинический опыт пока находится лишь на ранних стадиях накопления данных.

Компьютерная томография (КТ) в лучевой диагностике

В отличие от эластографии, компьютерная томография (CT) давно является стандартом в ортопедии. КТ выступает важнейшим дополнением к стандартной рентгенографии при оценке переломов. Кроме того, метод используется для контроля ортопедических имплантатов в ситуациях, когда сложная трехмерная структура не может быть адекватно проанализирована на плоском 2D-снимке, а также служит инструментом навигации при интервенционных вмешательствах.

Особое место занимает двухэнергетическая КТ (DECT), применяемая для диагностики кристаллических артропатий добавочного скелета.

• Механизм: Аппарат дифференцирует соли кальция, основываясь на их относительном ослаблении рентгеновских лучей при двух разных пиковых напряжениях (обычно это 80 и 140 kVp).
• Технология: На современных сканерах с одним источником и одним детектором это достигается за счет очень быстрого переключения напряжения («kV switching») в течение одного сканирования. Это гарантирует идеальное совмещение полученных наборов данных.
• Ценность при подагре: DECT способна выявлять отложения уратов в мягких тканях, четко отличая кристаллы мочевой кислоты от других видов кальцификатов (которые на обычных рентгенограммах или стандартной КТ выглядят абсолютно одинаково). Метод крайне полезен в острой фазе заболевания, когда уровень уратов в сыворотке может быть нормальным, пункция сустава оказывается «сухой», а классические рентгенологические признаки еще не успели сформироваться.

Подавление артефактов от металла (MAR)

При проведении КТ у пациентов с металлическими имплантатами возникает серьезная проблема: металл вызывает непропорциональное ослабление низкоэнергетических рентгеновских фотонов. Стандартная реконструкция изображений (filtered back-projection) математически предполагает равномерное ослабление, что неизбежно приводит к появлению артефакта ужесточения пучка (beam-hardening artefact). Сильное ослабление пучка металлом также вызывает выраженный шум (эффект фотонного голодания, или photon starvation).

Существуют различные пути решения этой проблемы, но каждый имеет ограничения:

1. Повышение kVp: Снижает долю поглощаемых низкоэнергетических фотонов, но негативно сказывается на пациенте из-за увеличения лучевой нагрузки.
2. Моноэнергетическая реконструкция DECT: Позволяет создавать изображения на базе одного виртуального kVp. Повышение этого виртуального значения снижает артефакт ужесточения пучка, но провоцирует увеличение шума.
3. Аппаратные методы борьбы с шумом: Уменьшение шага спирали (pitch), сужение коллимации и увеличение силы тока (mA). Минус всех этих действий — рост лучевой нагрузки.
4. Программные решения: Использование мультипланарной реконструкции (MPR), увеличение толщины реконструированного среза или методы усреднения срезов.
5. Фирменные алгоритмы производителей: Сюда относятся итеративная реконструкция и методы сегментации. При этом важно отметить: нет убедительных клинических доказательств того, что эти сложные инструменты работают эффективнее, чем грамотная базовая оптимизация стандартных параметров томографа.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) опорно-двигательного аппарата

Рутинная МРТ (MRI) костно-мышечной системы базируется на классических последовательностях быстрого спин-эха (fast-spin echo) и градиентного эха (gradient-echo). Благодаря улучшению пространственного разрешения за счет более мощных магнитов и современных катушек, сегодня инвазивная МР-артрография все чаще успешно заменяется стандартной МРТ.

Текущие тенденции в МРТ:

• Набирают популярность: Диффузионно-взвешенная визуализация (DWI), методы подавления артефактов движения, МРТ с ультракоротким временем эхо (TE) и картирование хрящевой ткани.
• Не доказали эффективность: Динамическая МРТ с контрастным усилением (DCE-MRI).

Принципы выбора МР-протоколов: Золотое правило диагностики — каждый сустав должен быть отсканирован во всех трех плоскостях с использованием комбинации различных последовательностей:

• PD (протонная плотность) и T2-взвешенные (T2W): Идеальны для оценки волокнистого хряща (например, менисков), связочного аппарата и сухожилий.
• PD (с подавлением жира / fat-saturated): Являются предпочтительным выбором для изучения гиалинового суставного хряща.
• T1-взвешенные (T1W) и T2-взвешенные с подавлением жира: Необходимы для детальной оценки костного мозга.

Оптимизация параметров сканирования: При использовании последовательности T2W с подавлением жира необходимо отказаться от слишком длинного времени эхо. Значения TE в пределах 60–70 мс вполне достаточно для уверенной визуализации отека костного мозга, при этом соотношение сигнал/шум оказывается значительно лучше, чем при длинном TE 120 мс. Также полезна промежуточно-взвешенная МРТ (Intermediate weighted MR), занимающая нишу между PD и T2W (TE около 35 мс). Она крайне информативна для дифференцировки гиалинового хряща, волокнистого хряща и синовиальной жидкости. При сканировании голеностопного сустава врач должен учитывать, что эта область анатомически склонна к неоднородному подавлению жирового сигнала.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Принципы формирования эластограммы и расчет модулей упругости
• Физика двухэнергетической КТ (DECT) и kV switching
• Природа артефакта ужесточения пучка (beam-hardening artefact) от металла
• Выбор МР-последовательностей (PD, T1W, T2W) для разных типов хряща

Другие темы раздела «Костно-мышечная система»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.