Настоящее и будущее спектральной визуализации
За многие десятилетия до того, как эта технология дебютировала в клиниках, концепция спектральной визуализации – получения изображений в двух или больше рентгеновских спектрах – волновала умы научного сообщества. Сэр Годфри Хаунсфилд первым упомянул ее в научной литературе в 1973 году, через год после изобретения КТ.
Первые клинические компьютерные томографы, способные делать спектральную визуализацию, также известные как КТ с двойной энергией, стали доступны в 1987 году, однако в клиническую практику эти устройства были внедрены только в 2005-м. Именно тогда появились КТ системы с двойным источником излучения первого поколения, что сделало возможным получение спектральных данных при дозах облучения, сравнимых с обычной компьютерной томографией.
После 30 лет поступательного развития спектральная визуализация стала успешно применятся на практике последний десяток лет. Количество опубликованных научных трудов выросло с 50 в 2006 году до почти 350 в 2015-м, сообщает PubMed, и спектральная визуализация вышла из стен научных учреждений. За последние два года эта технология стала активно внедряться в крупные неакадемические больницы, особенно в отделения интенсивной терапии, где до 60 процентов всех КТ сканирований выполняются в спектральном режиме. Как ожидается, в следующие три года больницы средних размеров (200 – 400 коек) также получат КТ системы с функциями спектральной визуализации.
Ценность данных, полученных из двух различных источников спектра, имеет множество аспектов. В отделениях интенсивной терапии и травматологии, где важна скорость, спектральная визуализация может быстро помочь увидеть мельчайшие переломы и отеки костного мозга у пациентов, которые не могут ждать или лишены доступа к МРТ. Кроме того, спектральная визуализация повышает видимость радиоактивного йода в ЖКТ и мочеполовой системе – для лучшей визуализации повреждений солидных органов или ишемической болезни кишечника. Спектральная визуализация позволяет точнее и с меньшими усилиями выявлять и визуализировать эмболию легких, особенно при субоптимальном контрастном усилении. И, наконец, она может помочь врачам классифицировать случайные нарушения как неконтрастирующие (т.е., кисты) , так и констрастирующие (т.е., требующие дополнительного обследования). Кроме отделений интенсивной терапии, спектральная визуализация широко применяется для решения различных задач в радиологии и онкологии (например, для лучшей видимости патологий и их категоризации).
Несмотря на такие преимущества, спектральная визуализация внедрялась очень медленно – из-за сложностей в работе с ней. К счастью, производители медицинского оборудования потратили много сил на автоматизацию пост-процессинга спектральных данных. Они внедряют функцию спектральной визуализации в более доступные по цене КТ системы.
Но, несмотря на всю привлекательность и растущую доступность, сегодня технология спектральной визуализации по-прежнему ограничивается получением всего двух разных наборов визуальных данных. Следующим логическим шагом для спектральной визуализации будет счет фотонов – технология, которая разрабатывается многими производителями и применяется в качестве эксперимента в нескольких научных учреждениях. Детекторы счета фотонов не только фиксируют (или считают) каждый фотон в рентгеновском луче, но и измеряют его энергию, что позволяет сортировать фотоны по различным накопителям энергии.
Такая возможность измерения энергии каждого фотона является настоящей мультиэнергетической визуализацией, и это открывает большие перспективы. Хотя существующая спектральная визуализация способна характеризировать состояние органов и тканей в человеческом теле и оценивать контрастное усиление йодом, новые контрастные материалы с дополнительными пиками поглощения когда-нибудь сделают возможной одновременную визуализацию нескольких контрастных агентов. Например, врачи смогут выделить и пометить конкретную патологию одним агентом и усилить видимость сосудистой системы, направив в нее другой агент.
Когда именно эта новая версия спектральной визуализации перестанет быть просто прототипом и станет широко доступна, пока неизвестно. Но ясно лишь одно: спектральная визуализация однажды станет стандартом компьютерной томографии, сделав эту процедуру более эффективной в плане количественной и функциональной информации, превосходящей по ценности самую передовую сегодняшнюю структурную визуализацию, и все это на благо пациентов.
Кристиан Юзерманн
