2) пьезоэлектрическом эффекте
3) методе регистрации пары гамма-квантов, образующихся при аннигиляции позитронов с электронами
4) измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями (+)
Компьютерная томография основана на измерении ослабления рентгеновского излучения при прохождении через ткани организма. Рентгеновская трубка и система детекторов вращаются вокруг пациента и регистрируют множество проекций при различных углах. Поглощение и рассеяние фотонов зависят от толщины, плотности и атомного состава тканей; полученные данные компьютерно реконструируются в послойное изображение.
В результате реконструкции каждому элементу изображения присваивается значение относительного коэффициента ослабления, выражаемое в единицах Хаунсфилда: воздух имеет около −1000 HU, вода — 0 HU, мягкие ткани — промежуточные значения, компактная кость — высокие положительные значения. Современные спиральные и мультиспиральные сканеры позволяют получать тонкие срезы, выполнять мультипланарные и трёхмерные реконструкции. Внутривенное введение йодсодержащего контрастного препарата повышает различия между сосудами, органами и патологическими образованиями.
Другие перечисленные физические принципы относятся к иным методам визуализации: возбуждение ядер в магнитном поле характерно для МРТ, пьезоэлектрический эффект используется в ультразвуковой диагностике, а регистрация двух гамма-квантов после аннигиляции — для позитронно-эмиссионной томографии. Поэтому именно измерение пространственно распределённого ослабления рентгеновского излучения с последующей компьютерной реконструкцией определяет принцип работы КТ.
| Метод | Физическая основа | Основной регистрируемый сигнал | Типичные диагностические возможности | Ключевые ограничения |
|---|---|---|---|---|
| Компьютерная томография | Ослабление рентгеновского излучения в тканях | Интенсивность фотонов после прохождения тела пациента | Быстрая оценка травм, лёгких, костей, кровоизлияний, опухолей и сосудов; количественная оценка плотности в HU | Ионизирующее излучение; риск реакций на йодсодержащий контрастный препарат |
| Магнитно-резонансная томография | Ядерный магнитный резонанс в постоянном магнитном поле и радиочастотном возбуждении | Радиочастотный сигнал от релаксирующих ядер водорода | Высокий контраст мягких тканей, исследование головного и спинного мозга, суставов, органов малого таза | Длительность исследования, ограничения при некоторых имплантах, клаустрофобия |
| Ультразвуковое исследование | Распространение и отражение механических ультразвуковых волн; пьезоэлектрический эффект | Эхо-сигналы от границ тканей | Исследование органов брюшной полости, сосудов, сердца, плода; оценка кровотока методом допплерографии | Зависимость качества изображения от оператора, телосложения и наличия газа или костной ткани |
| Позитронно-эмиссионная томография | Аннигиляция позитрона с электроном | Два гамма-кванта, разлетающиеся приблизительно в противоположных направлениях | Оценка метаболической активности опухолей, очагов воспаления и жизнеспособности миокарда | Лучевая нагрузка, высокая стоимость, необходимость радиофармпрепарата и часто сочетания с КТ |
| Рентгенография | Проекционное ослабление рентгеновского излучения | Суммарная интенсивность излучения на плоском детекторе | Скрининг и диагностика заболеваний лёгких, костных повреждений и ряда острых состояний | Двумерная проекция с наложением анатомических структур, меньшая тканевая дифференциация по сравнению с КТ |
КТ особенно ценна в неотложной диагностике благодаря высокой скорости сканирования и возможности получать изображения всего тела. Пространственное разрешение метода позволяет детально оценивать костные структуры, лёгочную ткань и сосудистое русло. Интерпретация результатов проводится с учётом клинических данных, толщины срезов, режима реконструкции и наличия контрастного усиления. Лучевая нагрузка должна быть обоснована и оптимизирована по принципу ALARA — настолько низкой, насколько это разумно достижимо.