Визуализации и пространственное восприятие сосудистой анатомии

Для того чтобы полностью разобраться в рентгеноанатомии коронарных артерий и в принципах построения оптимальных ангиографических проекций, необходимо:

· понять закономерности взаиморасположения артерий в различных проекциях и освоить принцип их перемещения при смене ракурса.

· развить пространственное восприятие

С первым этапом обычно не возникает проблем: достаточно изучить анатомию коронарного русла, понять типичное расположение ветвей в каждой проекции, и использовать вспомогательные ориентиры и ангиографические правила.

Основные правила для оптимальной визуализации изучаемых сосудистых сегментов:

1. Для изучения параллельно идущих и накладывающихся друг на друга сегментов необходимо перевести детектор в плоскость перпендикулярную плоскости их наложения.

2. Направление смещения сосудов и анатомических образований всегда соотносится с движением детектора. Например, ОА, как и позвоночник всегда смещаются в направлении движения детектора, а ПМЖА и диафрагма - в противоположном.  

С пространственным восприятием все немного сложнее.

В идеальной ситуации выполнение коронарографии должно сводиться к пространственной реконструкции коронарного русла в сознании исследователя. И на основании этой трехмерной модели должен выстраиваться оптимальный алгоритм визуализации изучаемых структур. То есть, зная истинное расположение объектов в пространстве (в данном случае основных коронарных артерий), можно довольно точно предугадать динамику их перемещения в зависимости от угла обзора,  и тем самым значимо повысить информативность и эргономичность проводимого исследования, что особенно важно при сложной коронарной анатомии. Однако, как показывает опыт подготовки многих молодых специалистов, восприятие коронарограмм у большинства людей носит плоскостной характер. В таком случае мозг оперирует набором из нескольких плоских изображений - “картинок”, типичных для каждой артерии, зачастую с ложным представлением о пространственной ориентации ветвей. Обычно негативный эффект ложного пространственного восприятия проявляется при сложной анатомии и необходимости ее более детального изучения, когда требуется отступление от стандартных проекций по причине их малой информативности. В таких случаях поиск и оценка патологических структур обычно сводится к бездумному перемещению детектора, в надежде получить более информативную проекцию. Это обычно происходит из-за несоответствия воспринимаемого образа реальному расположению сосудов в пространстве. Самый простой тест на ложное пространственное восприятие: взять ангиограмму ПКА в простой краниальной проекции, а ЛКА в правой краниальной или левой каудальной проекции, и оценить перспективу и направление ветвей (т.е. какие ветви ближе, а какие дальше и в каком направлении они идут). И далее сравнить с истинной конфигурацией сосудов, например, использовав наглядную 3D реконструкцию коронарного русла.

Конечно, выполнение стандартных проекций и использование нескольких вспомогательных алгоритмов визуализации, в подавляющем большинстве случаев позволяет получить всю необходимую и стратегически важную информацию. Однако, отсутствие адекватного пространственного восприятия объекта исследования, как нам кажется, является существенной проблемой, которой не уделяется должного внимания.  Таким образом, подготовка молодых специалистов с изначально правильным, пространственным восприятием, является первостепенной задачей, так как причины и время возникновения этой важнейшей проблемы абсолютно понятны и известны. Обычно это происходит на начальном этапе освоения методики, когда сознание еще воспринимает коронарограмму как плоское монохромное изображение и только пытается придать ей объем, зачастую ошибочный.

Чтобы разобраться в причинах ошибочного восприятия, необходимо сделать небольшое отступление и ввести определенные понятия.

Итак, основная проблема, а также путь ее решения кроется в апперцепции - осознании воспринимаемого субъектом нового материала под влиянием запаса представлений — предыдущих знаний и опыта. Так как рентгеноанатомия имеет визуальную природу, то ее изучение строится исключительно на пространственном восприятии. Восприятие пространства это образное отражение пространственных характеристик окружающего мира, восприятие формы, величины, цвета и иных особенностей предметов, их взаимного расположения. Очень важную роль в этом играют константность  восприятия размера - способность довольно точно воспринимать размер объекта вне зависимости от расстояния до него и константность восприятия формы. Восприятие формы в значительной степени зависит от нашего жизненного опыта.

Теперь вернемся к нашей проблеме. Так как изучение нового объекта, когда константность восприятия еще не сформирована, происходит при задействовании преимущественно зрительного анализатора, то при оценке плоского изображения, имеющего трехмерную основу, мозг будет стараться оперировать знакомыми визуальными критериями пространственного восприятия, пытаясь тем самым воссоздать объемную структуру. Обычно при изображении пространства на плоскости, глубина передается средствами линейной и тональной перспективы и эффектом наложения. Линейная перспектива это уменьшение размеров объектов при их удалении от наблюдателя. Тональная перспектива характеризуется исчезновением четкости и ясности очертаний предметов по мере их удаления от глаз наблюдателя. При наложении объект, имеющий непрерывный, сплошной контур, будет восприниматься находящимся впереди другого, так как сознание всегда будет достраивать глубину.

При выполнении же ангиографических проекций используется иной принцип получения изображения. Так как рентгеновское излучение схоже со световым, то изображение любого объекта аналогично отбрасыванию тени на экран. То есть, чем ближе объект к источнику, тем больше отбрасываемая тень. Этот эффект частично нивелируется действием коллиматора  - устройством получения приблизительно параллельных пучков ионизирующего излучения, однако искажение изображения за счет рассеивания все же сохраняется. Таким образом, чем ближе к источнику излучения контрастируемый сосуд, тем он кажется больше и темнее при рентгенпозитивном изображении. И здесь возникает тот самый принципиальный обман зрения. Сознание начинает использовать привычные правила восприятия глубины изображения – темнее и больше - значит ближе, светлее и меньше – значит дальше в оценке ангиографических проекций, полученных на обратном принципе. Усугубляется обманчивость пространственного расположения эффектом наложения ветвей, которые имеют перспективные искажения. Без искажения обычно воспринимаются проекции, при которых ветви первого плана располагаются дальше от источника излучения, например левая боковая проекция для ЛКА. Если же развернуть детектор в противоположную сторону, то ветви расположенные в пространстве на заднем плане, визуально будут казаться ближе к наблюдателю за счет рассеивания излучения. Следовательно, если сознание человека должным образом не подготовлено, то оно, работая, с искаженным изображением, трактует его упрощенным, привычным для себя способом, и чаше всего неправильным. Т.е. возникает ошибка в зрительном восприятии, вызванная спецификой ангиографического изображения и неосознанной коррекцией получаемого визуального образа. При этом, если человек много раз видел объемную модель артерии (или анатомический препарат) с определенных ракурсов, сформировав константность восприятия, то, видя тень этой артерии в этих же градусах, он будет воспринимать изображение в объеме, привычным для себя способом - пространственно правильным, даже несмотря на оптические погрешности. Так, например, мы всегда будем видеть на плоскости объемный предмет, если знаем, как он выглядит на самом деле, а в плоских картинах изображение глубины, потому что приспосабливаем к ним наш опыт обращения с объемными телами в физическом пространстве.

Следовательно, наша основная задача должна сводиться к обратному проецированию, т.е. получению из плоского изображения на экране, образа правильно пространственно ориентированной объемной структуры в сознании. При таком восприятии в голове должна формироваться объемная модель артерий сердца, а плоские проекции должны представлять из себя углы обзора на эту самую модель, что значимо облегчает выведение изучаемых сегментов и получение максимально информативных проекции для визуализации эксцентрических стенозов и т.д. Т.е сознание, предугадывая траекторию смещения артерий, позволяет оптимизировать позиционирование детектора. Остается один вопрос: как развить это самое объемное восприятие. В современных условиях, с развитием визуализирующих методов диагностики, это довольно просто. Необходимо, для начала, закрепить в голове трехмерный образ артерий в классических ангиографических проекциях, а потом помочь сознанию достроить объем по ходу конкретного исследования. Соответственно, требуется детальное изучение трехмерных моделей (реконструкций) интересующего вас объекта. Т.е. изучая стандартные ангиографические проекции, вам необходимо проследить расположение сосудов в аналогичной объемной модели (с того же самого ракурса), например полученной при выполнении КТ-ангиографии. Проще начать с изучения прямой проекции, т.е. с нормального расположения сосудов, потом добавить вид сверху и снизу, а затем справа и слева, и таким образом понять траекторию смещения артерий в каждой из плоскостей, в которых обычно происходит обработка получаемой визуальной информации. Что касается дополнительных ангиографических методик:  мы ежесекундно получаем проекции окружающего мира (зрительные образы), которые сразу воспринимаем в объеме. Это происходит за счет динамической смены ракурсов, например при перемещении наблюдателя в пространстве относительно объекта наблюдения, либо при перемещении самого объекта относительно наблюдателя, и последующей визуальной обработки изображения. Соответственно, очень важный фактор объемного восприятия – это возможность динамической смены угла, под которым рассматривается изучаемый объект. Т.е. при выполнении ротаций во время исследования, сознание получает дополнительную возможность корректировки пространственной ориентации коронарного русла. Целесообразно выполнять съемку с ротацией детектора, смещая его в сагиттальной или горизонтальной плоскости. При этом вы получите динамичную картину, комфортную для восприятия, а не набор плоских изображений. Эта методика так же работает в поиске оптимальных проекций при сложной анатомии, однако требует центровки изображения, получаемой при смещении стола (выполняется с ассистентом).