Способ стереорентгенограмметрической съемки

 

Изобретение относится к медицине, а именно к рентгенодиагностике. Способ стереорентгенограмметрической съемки проводят путем контрастирования поверхности тела больного на уровне патологического образования рентгеноконтрастным веществом, стереорентгенографии области интереса, стереофотограмметрической обработки рентгеновской стереопары, построения топографоанатомической карты, содержащей изображения патологического образования, близлежащих анатомических структур и поверхности тела. При этом контрастирование поверхности тела больного проводят на участке кожного поражения, а стереорентгенографию области интереса выполняют до и после контрастирования с последующей стереофотограмметрической обработкой двух стереопар рентгеновских снимков. Контрастирование поверхности тела больного проводят в высоковольтном электростатическом поле, напыляя на кожный покров мелкодисперсный электрически заряженный рентгеноконтрастный порошок, заряд которого имеет противоположный знак по отношению к электрическому потенциалу тела больного. Изобретение позволяет планировать операционный подход к патологическому образованию, например туберкулезной каверне в легком при наличии заболевания кожного покрова, с повышенной точностью. 3 ил.

Изобретение относится к медицине, точнее к разделу рентгенодиагностики.

Известен способ стереорентгенограмметрической съемки, предусматривающий нанесение на внешнюю поверхность исследуемого объекта рентгеноконтрастного вещества дискретной консистенции, получение стереопары рентгеновских снимков объекта, построение геометрической модели объекта по стереопаре снимков и измерение геометрической модели [1].

Известный способ [1] имеет ограниченное применение, так как он предназначен для получения внешней поверхности объекта, например шара, пространственного многогранника, в интересах архитектуры при фотограмметрической съемке моделей сооружений.

Известен способ стереорентгенограмметрической съемки нижних конечностей с варикозным поражением вен путем фиксации на поверхности голени больного рентгеноконтрастных меток, контрастирования вен, стереофлебографии исследуемой голени, построения геометрической модели объекта исследования по стереопаре рентгеновских снимков, измерения положения пораженного коммуникантного сосуда относительно изображения внешних меток и планирования операционного подхода [2].

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ стереорентгенограмметрической съемки, предусматривающий контрастирование поверхности тела больного на уровне патологического образования рентгеноконтрастным веществом, стереорентгенографию области интереса, стереофотограмметрическую обработку рентгеновской стереопары, построение топографоанатомической карты, содержащей изображение патологического образования, близлежащих анатомических структур и поверхности тела, планирование операционного подхода [3].

Известный способ [3], выбранный в качестве прототипа, предназначен для построения внешнего контура тела онкологического больного в процессе его подготовки к дистанционному облучению.

Целью настоящего изобретения является планирование операционного подхода к патологическому образованию, например туберкулезной каверне в легком, по данным стереорентгенограмметрической съемки при наличие заболевания кожного покрова, например профессиональным дерматозом, в зоне предполагаемого хирургического вмешательства.

Данная цель достигается тем, что в способе стереорентгенограмметрической съемки, предусматривающем контрастирование поверхности тела больного на уровне патологического образования рентгеноконтрастным веществом, стереорентгенографию области интереса, стереофотограмметрическую обработку рентгеновской стереопары, построение топографоанатомической карты, содержащей изображения патологического образования, близлежащих анатомических структур и поверхности тела, планирование операционного подхода, контрастирование поверхности тела больного проводят лишь на участке дерматозного поражения путем напыления на кожный покров в высоковольтном электростатическом поле мелкодисперсного электрически заряженного рентгеноконтрастного порошка, заряд которого имеет противоположный знак по отношению к электрическому потенциалу тела больного, а стереорентгенографию области интереса выполняют дважды, до и после контрастирования, с последующей стереофотограмметрической обработкой двух стереопар рентгеновских снимков и построением топографоанатомической карты, а планирование операционного подхода к патологическому образованию выполняют с учетом топографических особенностей кожного покрова в зоне дерматозного поражения.

Осуществление предложенного способа рассмотрим на примере стереорентгенограмметрической съемки больного туберкулезом с кавернозным поражением верхней доли левого легкого и заболеванием кожного покрова профессиональным дерматозом в области левой лопатки. Конечной целью стереорентгенограмметрической съемки является получение топографоанатомических данных для проведения пункции туберкулезной полости со стороны спины, которая необходима при местном лечении каверны.

Больного 1 с туберкулезной каверной 2 в верхней доли левого легкого и заболеванием кожи 3 со стороны спины в области левой лопатки укладывают на деку 4 рентгеновского стола цифрового стереорентгенографического аппарата (фиг. 1). Цифровой стереорентгенографический аппарат содержит штатив с двумя идентичными рентгеновскими излучателями 5л и 5п. Фокуса Fл и Fп рентгеновских трубок левого 5л и правого 5п рентгеновских излучателей удалены друг от друга на базисное расстояние "b". Базис стереорентгенографии "b" проходит параллельно деки 4 рентгеновского стола и перпендикулярно ее продольной оси. Рентгеновские излучатели 5л и 5п подключены к высоковольтному генератору рентгеновского питающего устройства 6 и работают поочередно. Приемником рентгеновского изображения является цифровая флюорографическая камера 7, содержащая флюоресцирующий экран, светосильный объектив и ПЗС-матрицу (не показаны). Электрический сигнал с выхода цифровой флюорографической камеры 7 поступает в ЭВМ 8. К выходу ЭВМ подключены цифровой дисплей 9 и фотопринтер 10. ЭВМ 8 управляет работой рентгеновского питающего устройства 6. Стереорентгенография производится в автоматическом режиме.

Первую стереопару рентгеновских снимков выполняют до контрастирования участка кожи, пораженного профессиональным дерматозом. Съемка выполняется на фазе среднего вдоха. Левый Л₁ и правый П₁ цифровые рентгеновские снимки анализируют на цифровом дисплее 9 и регистрируют на фотопленке с помощью фотопринтера 10. На фиг. 2а показана первая стереопара цифровых рентгеновских снимков органов грудной клетки Л₁ и П₁. Изображение показано со стороны спины. Снимки Л₁ и П₁ содержат теневое изображение туберкулезной каверны 11, ребер 12, позвоночника 13, кровеносных сосудов 14, сердца 15, купола диафрагмы 16 и координатного перекрестия 17. Координатное перекрестие 17 маркирует прямоугольную систему координат ху цифрового рентгеновского снимка. Теневое изображение органов грудной клетки на левом Л₁ и правом П₁ снимках стереопары имеет неоднородное смещение относительно координатного перекрестия 17, что вызвано продольными параллаксами соответственных точек изображения.

После получения первой стереопары рентгеновских снимков производят контрастирование пораженного участка кожи рентгеноконтрастным веществом. При этом положение больного 1 на деке 4 рентгеновского стола остается неизменным. Наиболее эффективно эту операцию можно выполнить путем напыления на кожный покров в высоковольтном электростатическом поле мелкодисперсного электрически заряженного рентгеноконтрастного порошка, например бария. В основе электростатического контрастирования лежит известное биофизическое явление, выражающееся в уменьшении электрического сопротивления кожного покрова в зоне патологии. В норме роговой слой кожи является диэлектриком. Удельная электропроводность сухой кожи при постоянном токе равна всего лишь 10^-7 Ом^-1• см^-1. При производственных дерматозах и ряде других заболеваний кожи на ее поверхности образуются воспалительные пятна различных размеров и очертаний. Могут образоваться мелкие или крупные пузырьки с прозрачным серозным, кровянистым или гнойным содержанием, кровоизлияния и др. При этом удельная электропроводность на пораженном участке кожи значительно увеличивается 0,3-6•10^-3 Ом^-1• см^-1.

Если пациента с локальным заболеванием кожного покрова профессиональным дерматозом поместить в статическое электрическое поле напряжением 30-50кВ, образованное между двумя электродами, один из которых - индифферентный - закреплен на теле пациента, а другой - активный, находящийся под отрицательным потенциалом, расположен на расстоянии 20-30 см от пораженного участка кожного покрова, и распылять над патологическим участком отрицательно заряженную порошкообразную рентгеноконтрастную пыль, то мелкодисперсные частицы порошка устремятся под действием электрического поля в зону поражения кожного покрова, где электрическое сопротивление значительно меньше, чем в роговом слое кожи, не затронутом патологией. Максимальное количество порошкообразного вещества будет концентрироваться на наиболее пораженных участках кожи, где электрическое сопротивление минимально.

Схема реализации способа рентгеноконтрастирования кожной патологии в электростатическом поле приведена на фиг.1. Высоковольтное электростатическое поле создается постоянным источником напряжения 30-50 кВ 18. Положительный полюс (+) источника 18 соединен проводом 19 с индифферентным электродом 20, изготовленным из свинца. Индифферентный электрод 20 закреплен в нижней части голени 21. Активный электрод 22 находится на расстоянии 20-30 см от пораженного участка кожи 3. Активный электрод 22 подключен проводом 23 к отрицательному полюсу (-) источника высокого напряжения 18. Активный электрод 22 выполнен из тонкой металлической трубки и имеет заостренный торец 24. Противоположная часть трубки активного электрода 22 соединена с источником воздушного давления 25, например воздушным компрессором. Трубка активного электрода 22 имеет боковой отвод 26, изогнутый под 90^o. Он входит в герметичную емкость 27, изготовленную из прозрачного диэлектрического материала, например полимера. Емкость 27 имеет упругие стенки. Перед началом процедуры в емкость 27 при снятой крышке засыпают сухой мелкодисперсный рентгеноконтрастный порошок 28, например барий.

Рентгенолаборант переключателем 29 на источнике 18 устанавливает рабочее напряжение. При слабом внешнем проявлении патологического процесса на поверхности кожного покрова задается напряжение 40-50 кВ, а в случае активно выраженного патологического процесса - 30-40 кВ. При включении источника высокого напряжения 18 между активным электродом 22 и телом пациента 1 возникает электрическое поле. Электрическое поле имеет наибольшую напряженность около остроконечного торца 24 активного электрода 22, где возникает тихий электрический разряд. Образующиеся при этом электроны и отрицательные аэроионы отталкиваются от острия 24 и устремляются по направлению тела пациента 1, имеющего положительный потенциал. Положительные аэроионы притягиваются к активному электроду 22 и нейтрализуются.

Несмотря на высокий потенциал электрического поля ионный поток имеет незначительную интенсивность: он не только не опасен для пациента, но даже используется для лечебных целей в методе, называемом франклинизацией. Частично электроны стекают и с торца металлической трубки 26, погруженной в рентгеноконтрастный порошок 28, насыпанный в емкость 27. При этом частицы порошка 28 заряжаются отрицательным потенциалом и перемешиваются. Далее лаборант включает источник воздушного давления 25, который работает в импульсном режиме. В результате инжекции частицы порошка 28, имеющие отрицательный заряд, засасываются в трубку активного электрода 22 и распыляются в электрическом поле 30 над телом пациента 1. Оседание мелкодисперсных отрицательно заряженных рентгеноконтрастных частиц на кожный покров пациента будет зависеть от потенциального рельефа в зоне распыления порошка. Максимальное количество рентгеноконтрастного порошка будет концентрироваться на наиболее пораженных участках кожного покрова, где электрическое сопротивление минимально. Напыление заряженного рентгеноконтрастного порошка на поверхность кожного покрова производится в импульсном режиме в течение 10-30 с, после чего высоковольтный источник 18 выключают и производят повторную стереорентгенографию. Энергетические режимы и геометрические параметры стереорентгенографии те же, что и при получении первой стереопары.

Левый Л₂ и правый П₂ рентгеновские снимки второй стереопары показаны на фиг.2б. Они отличаются от соответствующих снимков первой стереопары наличием теневого изображения 31 кожной патологии, которое может полностью затенять изображение туберкулезной каверны 11. Теневое изображение 31 кожной патологии создается рентгеноконтрастным порошком, осевшим на пораженных участках кожи.

В результате стереофотограмметрической обработки первой и второй стереопар рентгеновских снимков строится топографоанатомическая карта, на которой в ортогональной системе координат OXYZ изображаются: туберкулезная каверна 32, прилегающие крупные сосуды 33, ребра 34 со стороны спины над каверной 32 и участки кожи, пораженные дерматозом 35.

При планировании операционного подхода, например пункции туберкулезной каверны 2 со стороны спины больного 1 с локальным поражением 3 кожи спины дерматозом, необходимо определить координаты целевой точки А (X_А, Y_А, Z_А), расположенной в центре изображения туберкулезной каверны 32 на топографоанатомической карте (фиг. 3). Далее на топографической карте выбирают точку прокола В кожного покрова и определяют ее координаты Х_B, Y_B, Z_B. Эта точка должна находиться на здоровом участке кожи. На теле больного ее положение отмечают стойким красителем. Ввод пункционной иглы в каверну производят с помощью легочного стереотаксического аппарата. Для должной ориентации головки этого аппарата, в которой закрепляется пункционная игла, определяют разности пространственных координат ΔX = X_A-X_B, ΔY = Y_A-Y_B, ΔZ = Z_A-Z_B; расстояние от центра полости А до точки В, а также определяют угол поворота оси головки относительно оси Х α = arctg ΔY/ΔX и угол наклона оси головки относительно оси Z β = arccos ΔZ/L. Пункция туберкулезной полости осуществляется под контролем ЭОПа.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 626349 , М. кл. G 01 С 11/06, от 18.05.77.

2. Черний А.Н. Рентгенотопография. - М.: Недра, 1981, 161 с.

[3] Авторское свидетельство СССР 639528 , М. кл. А 61 В 6/00, от 28.02.77.

Формула изобретения

Способ стереорентгенограмметрической съемки путем контрастирования тела больного на уровне патологического образования рентгеноконтрастным веществом, стереорентгенографии области интереса, стереофотограмметрической обработки рентгеновской стереопары, построения топографической карты, содержащей изображение патологического образования, близлежащих анатомических структур и поверхности тела, отличающийся тем, что контрастирование поверхности тела больного проводят на участке кожного поражения в высоковольтном электростатическом поле посредством напыления на кожный покров мелкодисперсного электрически заряженного рентгеноконтрастного порошка, заряд которого имеет противоположный знак по отношению к электрическому потенциалу тела больного, а стереорентгенографию области интереса выполняют до и после контрастирования с последующей стереофотограмметрической обработкой двух стереопар рентгеноконтрастных снимков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3