Počítačová tomografia: konvenčné, špirálové CT

Počítačová tomografia je špeciálny typ röntgenového vyšetrenia, ktoré sa vykonáva nepriamym meraním útlmu alebo zoslabenia röntgenových lúčov z rôznych pozícií definovaných okolo vyšetrovaného pacienta. V podstate vieme len:

• čo opúšťa röntgenovú trubicu,
• ktorý dosiahne detektor a
• aké je umiestnenie röntgenovej trubice a detektora v každej polohe.

Všetko ostatné vyplýva z týchto informácií. Väčšina CT rezov je orientovaná vertikálne vzhľadom na os tela. Zvyčajne sa nazývajú axiálne alebo priečne rezy. Pre každý rez sa röntgenová trubica otáča okolo pacienta, hrúbka rezu sa volí vopred. Väčšina CT skenerov pracuje na princípe konštantnej rotácie s vejárovitou divergenciou lúčov. V tomto prípade sú röntgenová trubica a detektor pevne spojené a ich rotačné pohyby okolo skenovanej oblasti prebiehajú súčasne s emisiou a zachytením röntgenového žiarenia. Röntgenové lúče, prechádzajúce pacientom, sa tak dostanú k detektorom umiestneným na opačnej strane. Vejárovitá divergencia sa vyskytuje v rozsahu od 40° do 60° v závislosti od konštrukcie zariadenia a je určená uhlom začínajúcim od ohniska röntgenovej trubice a rozširujúcim sa vo forme sektora k vonkajším hraniciam radu detektorov. Zvyčajne sa obraz vytvára pri každej rotácii o 360°, získané údaje sú na to dostatočné. Počas skenovania sa merajú koeficienty útlmu v mnohých bodoch, čím sa vytvára profil útlmu. Profily útlmu v skutočnosti nie sú ničím iným ako súborom signálov prijímaných zo všetkých detektorových kanálov z daného uhla systému trubica-detektor. Moderné CT skenery sú schopné prenášať a zhromažďovať údaje z približne 1400 pozícií systému detektor-tuba v okruhu 360°, čo je približne 4 pozície na stupeň. Každý profil útlmu zahŕňa merania z 1500 detektorových kanálov, t. j. približne 30 kanálov na stupeň, za predpokladu uhla divergencie lúča 50°. Na začiatku vyšetrenia, keď sa pacientsky stôl pohybuje konštantnou rýchlosťou do gantry, získa sa digitálny röntgenový snímok („skenogram“ alebo „topogram“), na ktorom je možné neskôr naplánovať požadované rezy. Pri CT vyšetrení chrbtice alebo hlavy sa gantry otočí o požadovaný uhol, čím sa dosiahne optimálna orientácia rezov.

Počítačová tomografia využíva komplexné údaje z röntgenového senzora, ktorý sa otáča okolo pacienta, a vytvára tak veľké množstvo rôznych hĺbkovo špecifických snímok (tomogramov), ktoré sa digitalizujú a prevádzajú na prierezové snímky. CT poskytuje 2- a 3-rozmerné informácie, ktoré nie je možné získať pomocou bežných röntgenových lúčov a pri oveľa vyššom kontrastnom rozlíšení. V dôsledku toho sa CT stalo novým štandardom pre zobrazovanie väčšiny intrakraniálnych, hlavových a krčných, intratorakálnych a intraabdominálnych štruktúr.

Prvé CT skenery používali iba jeden röntgenový senzor a pacient sa pohyboval skenerom postupne, pričom sa zastavoval pri každom snímku. Túto metódu do značnej miery nahradilo helikálne CT: pacient sa pohybuje kontinuálne skenerom, ktorý sa otáča a nepretržite sníma snímky. Helikálne CT výrazne skracuje čas zobrazovania a znižuje hrúbku platničky. Použitie skenerov s viacerými senzormi (4 – 64 radov röntgenových senzorov) ďalej skracuje čas zobrazovania a umožňuje hrúbku platničky menšiu ako 1 mm.

Vďaka zobrazenému množstvu údajov je možné rekonštruovať snímky takmer z akéhokoľvek uhla (ako sa to robí pri magnetickej rezonancii) a použiť ich na vytvorenie trojrozmerných snímok pri zachovaní diagnostického zobrazovacieho riešenia. Medzi klinické aplikácie patrí CT angiografia (napr. na vyhodnotenie pľúcnej embólie) a zobrazovanie srdca (napr. koronárna angiografia, hodnotenie kôrnatenia koronárnych artérií). Na vyhodnotenie kôrnatenia koronárnych artérií možno použiť aj elektrónový lúčový CT, ďalší typ rýchleho CT.

CT vyšetrenia je možné vykonať s kontrastnou látkou alebo bez nej. Nekontrastná CT dokáže odhaliť akútne krvácanie (ktoré sa javí ako jasnobiele) a charakterizovať zlomeniny kostí. Kontrastná CT používa intravenóznu alebo orálnu kontrastnú látku, alebo oboje. Intravenózna kontrastná látka, podobná tej, ktorá sa používa pri bežných röntgenových snímkach, sa používa na zobrazenie nádorov, infekcií, zápalov a poranení mäkkých tkanív a na vyhodnotenie cievneho systému, napríklad v prípadoch podozrenia na pľúcnu embóliu, aneuryzmu aorty alebo disekciu aorty. Vylučovanie kontrastnej látky obličkami umožňuje vyhodnotenie urogenitálneho systému. Informácie o reakciách na kontrastnú látku a ich interpretácii nájdete v:

Na zobrazenie brušnej oblasti sa používa orálny kontrast; pomáha to oddeliť črevnú štruktúru od okolitej štruktúry. Štandardný orálny kontrast, jód bárnatý, sa môže použiť pri podozrení na perforáciu čreva (napr. v dôsledku traumy); nízkoosmolárny kontrast by sa mal použiť pri vysokom riziku aspirácie.

Pri použití CT je radiačná expozícia dôležitým faktorom. Dávka žiarenia z bežného CT vyšetrenia brucha je 200 až 300-krát vyššia ako dávka žiarenia z typického röntgenu hrudníka. CT je v súčasnosti najbežnejším zdrojom umelého žiarenia pre väčšinu populácie a predstavuje viac ako dve tretiny celkovej lekárskej radiačnej expozície. Tento stupeň expozície človeka nie je zanedbateľný; celoživotné riziko ožiarenia detí vystavených CT žiareniu je dnes odhadované na oveľa vyššie ako u dospelých. Preto sa musí potreba CT vyšetrenia starostlivo zvážiť oproti potenciálnemu riziku pre každého jednotlivého pacienta.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Multislice počítačová tomografia

Multidetektorová špirálová počítačová tomografia (multislice počítačová tomografia)

Viacradové detektorové CT skenery sú najnovšou generáciou skenerov. Oproti röntgenovej trubici nie je jeden, ale niekoľko radov detektorov. To umožňuje výrazné skrátenie času vyšetrenia a zlepšenie kontrastného rozlíšenia, čo napríklad umožňuje jasnejšiu vizualizáciu kontrastovaných ciev. Rady detektorov v osi Z oproti röntgenovej trubici majú rôznu šírku: vonkajší rad je širší ako vnútorný. To poskytuje lepšie podmienky pre rekonštrukciu obrazu po zbere údajov.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Porovnanie tradičnej a špirálovej počítačovej tomografie

Konvenčné CT vyšetrenia získavajú sériu sekvenčných, rovnako rozmiestnených snímok cez konkrétnu časť tela, ako je brucho alebo hlava. Po každom reze je potrebná krátka pauza, aby sa stôl s pacientom posunul do ďalšej vopred určenej polohy. Hrúbka a prekrytie/medzirezové rozstupy sú vopred určené. Nespracované údaje pre každú úroveň sa ukladajú samostatne. Krátka pauza medzi rezmi umožňuje pacientovi pri vedomí nadýchnuť sa, čím sa zabráni hrubým respiračným artefaktom na obraze. Vyšetrenie však môže trvať niekoľko minút v závislosti od oblasti skenovania a veľkosti pacienta. Je dôležité načasovať snímanie po intravenóznom CS, čo je obzvlášť dôležité na posúdenie perfúznych účinkov. CT je metódou voľby na získanie kompletného 2D axiálneho obrazu tela bez interferencie kostí a/alebo vzduchu, ako je vidieť na konvenčných röntgenových snímkach.

V špirálovej počítačovej tomografii s jednoradovým a viacradovým usporiadaním detektorov (MSCT) dochádza k nepretržitému zberu údajov z vyšetrenia pacienta počas posúvania stola do gantry. Röntgenová trubica opisuje špirálovú trajektóriu okolo pacienta. Posun stola je koordinovaný s časom potrebným na otočenie trubice o 360° (špirálový stúpanie) - zber údajov pokračuje nepretržite v plnom rozsahu. Takáto moderná technika výrazne zlepšuje tomografiu, pretože artefakty dýchania a šum neovplyvňujú jeden súbor údajov tak výrazne ako v tradičnej počítačovej tomografii. Na rekonštrukciu rezov rôznych hrúbok a rôznych intervalov sa používa jedna surová databáza. Čiastočné prekrývanie rezov zlepšuje rekonštrukčné schopnosti.

Zber údajov pre kompletné brušné vyšetrenie trvá 1 až 2 minúty: 2 alebo 3 špirály, každá trvá 10 až 20 sekúnd. Časový limit je daný schopnosťou pacienta zadržať dych a potrebou ochladiť röntgenovú trubicu. Na rekonštrukciu obrazu je potrebný určitý dodatočný čas. Pri hodnotení funkcie obličiek je po podaní kontrastnej látky potrebná krátka pauza, aby sa umožnilo jej vylúčenie.

Ďalšou dôležitou výhodou špirálovej metódy je schopnosť detekovať patologické útvary menšie ako hrúbka rezu. Malé pečeňové metastázy môžu byť prehliadnuté, ak nespadnú do rezu kvôli nerovnomernej hĺbke dýchania pacienta počas skenovania. Metastázy sa dajú ľahko zistiť zo surových údajov špirálovej metódy pri rekonštrukcii rezov získaných s prekrývajúcimi sa rezmi.

[ 8 ]

Priestorové rozlíšenie

Rekonštrukcia obrazu je založená na rozdieloch v kontraste jednotlivých štruktúr. Na tomto základe sa vytvorí obrazová matica vizualizačnej plochy s rozmermi 512 x 512 alebo viac obrazových prvkov (pixelov). Pixely sa na obrazovke monitora zobrazujú ako oblasti rôznych odtieňov sivej v závislosti od ich koeficientu útlmu. V skutočnosti nejde ani tak o štvorce, ako o kocky (voxely = objemové prvky), ktoré majú pozdĺž osi tela dĺžku zodpovedajúcu hrúbke rezu.

Kvalita obrazu sa zlepšuje s menšími voxelmi, ale to platí iba pre priestorové rozlíšenie; ďalšie stenčovanie rezu znižuje pomer signálu k šumu. Ďalšou nevýhodou tenkých rezov je zvýšená dávka žiarenia pre pacienta. Malé voxely s rovnakými rozmermi vo všetkých troch rozmeroch (izotropný voxel) však ponúkajú významné výhody: multiplanárna rekonštrukcia (MPR) v koronálnej, sagitálnej alebo iných projekciách sa na obraze zobrazuje bez stupňovitého obrysu. Použitie voxelov s nerovnakými rozmermi (anizotropné voxely) pre MPR vedie k výskytu zubatosti v rekonštruovanom obraze. Napríklad môže byť ťažké vylúčiť zlomeninu.

[ 9 ], [ 10 ]

Špirálový krok

Stúpanie špirály charakterizuje stupeň pohybu stola v mm na otáčku a hrúbku rezu. Pomalý pohyb stola tvorí stlačenú špirálu. Zrýchlenie pohybu stola bez zmeny hrúbky rezu alebo rýchlosti otáčania vytvára priestor medzi rezmi na výslednej špirále.

Najčastejšie sa rozstup špirály chápe ako pomer pohybu (posuvu) stola počas otáčania portálu, vyjadrený v mm, ku kolimácii, tiež vyjadrenej v mm.

Keďže rozmery (mm) v čitateli a menovateli sú vyvážené, stúpanie špirály je bezrozmerná veličina. Pre MSCT sa tzv. objemové stúpanie špirály zvyčajne považuje za pomer posuvu stola k jednému rezu, a nie za celkový počet rezov pozdĺž osi Z. V uvedenom príklade je objemové stúpanie špirály 16 (24 mm / 1,5 mm). Existuje však tendencia vracať sa k prvej definícii stúpania špirály.

Nové skenery ponúkajú možnosť výberu kraniokaudálneho (os Z) predĺženia skúmanej oblasti na topograme. Taktiež sa podľa potreby upravuje čas rotácie trubice, kolimácia rezu (tenký alebo hrubý rez) a čas štúdie (interval zadržania dychu). Softvér ako SureView vypočíta vhodný sklon špirály, zvyčajne nastaví hodnotu medzi 0,5 a 2,0.

[ 11 ], [ 12 ]

Kolimácia rezov: Rozlíšenie pozdĺž osi Z

Rozlíšenie obrazu (pozdĺž osi Z alebo osi tela pacienta) je možné prispôsobiť špecifickej diagnostickej úlohe pomocou kolimácie. Rezy s hrúbkou 5 až 8 mm sú plne konzistentné so štandardným vyšetrením brucha. Presná lokalizácia malých úlomkov zlomenín kostí alebo posúdenie jemných pľúcnych zmien si však vyžaduje použitie tenkých rezov (0,5 až 2 mm). Čo určuje hrúbku rezu?

Pojem kolimácia je definovaný ako získanie tenkého alebo hrubého rezu pozdĺž pozdĺžnej osi tela pacienta (os Z). Lekár môže pomocou kolimátora obmedziť vejárovité rozptyľovanie žiariaceho lúča z röntgenovej trubice. Veľkosť otvoru kolimátora reguluje prechod lúčov, ktoré dopadajú na detektory za pacientom v širokom alebo úzkom prúde. Zúženie žiariaceho lúča zlepšuje priestorové rozlíšenie pozdĺž osi Z pacienta. Kolimátor môže byť umiestnený nielen bezprostredne na výstupe z trubice, ale aj priamo pred detektormi, teda „za“ pacientom pri pohľade zo strany zdroja röntgenového žiarenia.

Systém závislý od apertúry kolimátora s jedným radom detektorov za pacientom (jeden rez) dokáže vytvoriť rezy s veľkosťou 10 mm, 8 mm, 5 mm alebo dokonca 1 mm. CT skenovanie s veľmi tenkými rezmi sa nazýva „CT s vysokým rozlíšením“ (HRCT). Ak je hrúbka rezu menšia ako milimeter, nazýva sa „CT s ultra vysokým rozlíšením“ (UHRCT). UHRCT, používané na vyšetrenie skalnej kosti s rezmi s hrúbkou približne 0,5 mm, odhaľuje jemné lomové línie prechádzajúce cez lebečnú bázu alebo sluchové kostičky v bubienkovej dutine. V prípade pečene sa na detekciu metastáz používa rozlíšenie s vysokým kontrastom, ktoré si vyžaduje rezy s o niečo väčšou hrúbkou.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Schémy umiestnenia detektorov

Ďalší vývoj technológie špirálových jednovrstvových detektorov viedol k zavedeniu viacvrstvových (viacšpirálnych) techník, ktoré využívajú nie jeden, ale niekoľko radov detektorov umiestnených kolmo na os Z oproti zdroju röntgenového žiarenia. To umožňuje súčasný zber údajov z viacerých rezov.

Vzhľadom na vejárovité rozptyľovanie žiarenia musia mať rady detektorov rôznu šírku. Schéma usporiadania detektorov je taká, že šírka detektorov sa zväčšuje od stredu k okraju, čo umožňuje rôzne kombinácie hrúbky a počtu získaných rezov.

Napríklad 16-rezovú štúdiu je možné vykonať so 16 tenkými rezmi s vysokým rozlíšením (pre Siemens Sensation 16 je to technika 16 x 0,75 mm) alebo so 16 rezmi s dvojnásobnou hrúbkou. Pre iliofemorálnu CT angiografiu je výhodnejšie získať objemový rez v jednom cykle pozdĺž osi Z. V tomto prípade je šírka kolimácie 16 x 1,5 mm.

Vývoj CT skenerov sa neskončil 16 rezmi. Zber údajov je možné urýchliť použitím skenerov s 32 a 64 radmi detektorov. Trend smerom k tenším rezom však vedie k vyšším dávkam žiarenia pre pacienta, čo si vyžaduje ďalšie a už aj tak uskutočniteľné opatrenia na zníženie radiačnej záťaže.

Pri vyšetrení pečene a pankreasu mnohí špecialisti uprednostňujú zníženie hrúbky rezu z 10 na 3 mm, aby sa zlepšila ostrosť obrazu. To však zvyšuje hladinu šumu približne o 80 %. Preto je pre zachovanie kvality obrazu potrebné buď dodatočne zvýšiť silu prúdu na trubici, t. j. zvýšiť silu prúdu (mA) o 80 %, alebo predĺžiť čas skenovania (súčin mAs sa zvyšuje).

[ 16 ], [ 17 ]

Algoritmus rekonštrukcie obrazu

Špirálové CT má ďalšiu výhodu: počas procesu rekonštrukcie obrazu sa väčšina údajov v skutočnosti nemeria v konkrétnom reze. Namiesto toho sa merania mimo tohto rezu interpolujú s väčšinou hodnôt v blízkosti rezu a stávajú sa údajmi špecifickými pre daný rez. Inými slovami: výsledky spracovania údajov v blízkosti rezu sú dôležitejšie pre rekonštrukciu obrazu konkrétnej sekcie.

Z toho vyplýva zaujímavý jav. Dávka pre pacienta (v mGy) je definovaná ako mAs na rotáciu delená stúpaním špirály a dávka na snímku sa rovná mAs na rotáciu bez zohľadnenia stúpania špirály. Ak je napríklad nastavenie 150 mAs na rotáciu so stúpaním špirály 1,5, potom je dávka pre pacienta 100 mAs a dávka na snímku je 150 mAs. Preto použitie špirálovej technológie môže zlepšiť rozlíšenie kontrastu výberom vysokej hodnoty mAs. To umožňuje zvýšiť kontrast obrazu, rozlíšenie tkaniva (jasnosť obrazu) znížením hrúbky rezu a zvoliť dĺžku stúpania a intervalu špirály tak, aby sa znížila dávka pre pacienta! Takto je možné získať veľký počet rezov bez zvýšenia dávky alebo zaťaženia röntgenovej trubice.

Táto technológia je obzvlášť dôležitá pri prevode získaných údajov do 2-rozmerných (sagitálnych, krivočiarych, koronálnych) alebo 3-rozmerných rekonštrukcií.

Namerané údaje z detektorov sa profil po profile prenášajú do elektroniky detektora ako elektrické signály zodpovedajúce skutočnému útlmu röntgenového žiarenia. Elektrické signály sa digitalizujú a potom odosielajú do video procesora. V tejto fáze rekonštrukcie obrazu sa používa metóda „pipeline“, ktorá pozostáva z predspracovania, filtrovania a reverzného inžinierstva.

Predspracovanie zahŕňa všetky korekcie vykonané na prípravu získaných údajov na rekonštrukciu obrazu. Napríklad korekcia tmavého prúdu, korekcia výstupného signálu, kalibrácia, korekcia stopy, radiačné spevnenie atď. Tieto korekcie sa vykonávajú na zníženie odchýlok vo funkcii trubice a detektorov.

Filtrovanie používa záporné hodnoty na korekciu rozmazania obrazu, ktoré je vlastné reverznému inžinierstvu. Ak sa napríklad valcový vodný fantóm naskenuje a zrekonštruuje bez filtrovania, jeho okraje budú extrémne rozmazané. Čo sa stane, keď sa na rekonštrukciu obrazu prekryje osem profilov útlmu? Keďže určitá časť valca sa meria dvoma prekrývajúcimi sa profilmi, namiesto skutočného valca sa získa obraz v tvare hviezdy. Zavedením záporných hodnôt za kladnú zložku profilov útlmu sa okraje tohto valca stanú ostrými.

Reverzné inžinierstvo prerozdeľuje konvolvované skenované dáta do dvojrozmernej obrazovej matice, ktorá zobrazuje poškodené rezy. Toto sa vykonáva profil po profile, až kým sa proces rekonštrukcie obrazu nedokončí. Obrazovú maticu si možno predstaviť ako šachovnicu, ale pozostáva z prvkov s rozmermi 512 x 512 alebo 1024 x 1024, bežne nazývaných „pixely“. Reverzné inžinierstvo vedie k tomu, že každý pixel má presnú hustotu, ktorá sa na obrazovke monitora javí ako rôzne odtiene sivej, od svetlej po tmavú. Čím je oblasť obrazovky svetlejšia, tým vyššia je hustota tkaniva v pixeli (napr. kostné štruktúry).

[ 18 ], [ 19 ]

Vplyv napätia (kV)

Ak má vyšetrovaná anatomická oblasť vysokú absorpčnú kapacitu (napr. CT hlavy, ramenného pletenca, hrudnej alebo bedrovej chrbtice, panvy alebo jednoducho obézny pacient), je vhodné použiť vyššie napätie alebo alternatívne vyššie hodnoty mA. Výberom vysokého napätia na röntgenovej trubici zvýšite tvrdosť röntgenového žiarenia. Röntgenové lúče tak oveľa ľahšie prenikajú do anatomickej oblasti s vysokou absorpčnou kapacitou. Pozitívnou stránkou tohto procesu je, že nízkoenergetické zložky žiarenia, ktoré sú absorbované tkanivami pacienta, sú redukované bez ovplyvnenia snímania obrazu. Pri vyšetrení detí a pri sledovaní KB bolusu môže byť vhodné použiť nižšie napätie ako v štandardných nastaveniach.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ]

Prúd trubice (mAs)

Prúd meraný v miliampérsekundách (mAs) tiež ovplyvňuje dávku žiarenia, ktorú pacient dostane. Veľký pacient potrebuje na získanie dobrého obrazu vyšší prúd v trubici. Obéznejší pacient teda dostane vyššiu dávku žiarenia ako napríklad dieťa s výrazne menšou telesnou hmotnosťou.

Oblasti s kostnými štruktúrami, ktoré viac absorbujú a rozptyľujú žiarenie, ako napríklad ramenný pletenec a panva, vyžadujú vyšší prúd trubice ako napríklad krk, brucho štíhlej osoby alebo nohy. Táto závislosť sa aktívne využíva v radiačnej ochrane.

Čas skenovania

Mal by sa zvoliť čo najkratší čas skenovania, najmä v oblasti brucha a hrudníka, kde srdcové kontrakcie a črevná peristaltika môžu znížiť kvalitu obrazu. Kvalita CT zobrazovania sa tiež zlepšuje znížením pravdepodobnosti mimovoľných pohybov pacienta. Na druhej strane, na zhromaždenie dostatočného množstva údajov a maximalizáciu priestorového rozlíšenia môžu byť potrebné dlhšie časy skenovania. Niekedy sa voľba predĺžených časov skenovania so zníženým prúdom používa zámerne na predĺženie životnosti röntgenovej trubice.

[ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]

3D rekonštrukcia

Keďže špirálová tomografia zhromažďuje údaje z celej oblasti tela pacienta, vizualizácia zlomenín a krvných ciev sa výrazne zlepšila. Používa sa niekoľko rôznych 3D rekonštrukčných techník:

[ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ], [ 35 ]

Projekcia maximálnej intenzity (MIP)

MIP je matematická metóda, pomocou ktorej sa hyperintenzívne voxely extrahujú z 2D alebo 3D súboru údajov. Voxely sa vyberajú z súboru údajov získaných z rôznych uhlov a potom sa premietajú ako 2D obrazy. 3D efekt sa dosahuje zmenou uhla projekcie v malých krokoch a následnou vizualizáciou rekonštruovaného obrazu v rýchlom slede (t. j. v režime dynamického zobrazenia). Táto metóda sa často používa pri zobrazovaní ciev s kontrastom.

[ 36 ], [ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ]

Multiplanárna rekonštrukcia (MPR)

Táto technika umožňuje rekonštruovať snímky v akejkoľvek projekcii, či už koronálnej, sagitálnej alebo krivočiarej. MPR je cenným nástrojom v diagnostike zlomenín a ortopédii. Napríklad tradičné axiálne rezy nie vždy poskytujú úplné informácie o zlomeninách. Veľmi tenkú zlomeninu bez posunutia fragmentov a narušenia kortikálnej platničky možno pomocou MPR efektívnejšie zistiť.

[ 41 ], [ 42 ]

Povrchovo tienený displej, SSD

Táto metóda rekonštruuje povrch orgánu alebo kosti definovaný nad daným prahom v Hounsfieldových jednotkách. Voľba zobrazovacieho uhla, ako aj umiestnenie hypotetického svetelného zdroja, je kľúčom k dosiahnutiu optimálnej rekonštrukcie (počítač vypočíta a odstráni tieňované oblasti z obrazu). Povrch kosti jasne ukazuje zlomeninu distálneho rádiusu preukázanú pomocou MPR.

3D SSD sa používa aj pri chirurgickom plánovaní, napríklad v prípade traumatickej zlomeniny chrbtice. Zmenou uhla obrazu je ľahké odhaliť kompresnú zlomeninu hrudnej chrbtice a posúdiť stav medzistavcových otvorov. Tie je možné vyšetriť v niekoľkých rôznych projekciách. Sagitálna MPR zobrazuje kostný fragment, ktorý je posunutý do miechového kanála.

Základné pravidlá pre čítanie CT skenov

• Anatomická orientácia

Obraz na monitore nie je len dvojrozmerným znázornením anatomických štruktúr, ale obsahuje údaje o priemernej absorpcii röntgenového žiarenia tkanivom, reprezentované maticou 512 x 512 prvkov (pixelov). Rez má určitú hrúbku (dS ₎ a je súčtom kvádrových prvkov (voxelov) rovnakej veľkosti, spojených do matice. Táto technická vlastnosť je základom efektu čiastočného objemu, ktorý je vysvetlený nižšie. Získané obrazy sa zvyčajne pozerajú zdola (z kaudálnej strany). Preto je pravá strana pacienta na obraze vľavo a naopak. Napríklad pečeň, ktorá sa nachádza v pravej polovici brušnej dutiny, je zobrazená na ľavej strane obrazu. A orgány nachádzajúce sa vľavo, ako napríklad žalúdok a slezina, sú na obraze vpravo viditeľné. Predný povrch tela, v tomto prípade reprezentovaný prednou brušnou stenou, je definovaný v hornej časti obrazu a zadný povrch s chrbticou je v dolnej časti. Rovnaký princíp tvorby obrazu sa používa aj v konvenčnej rádiografii.

• Účinky čiastočného objemu

Rádiológ určí hrúbku rezu (dS ₎. Na vyšetrenie hrudnej a brušnej dutiny sa zvyčajne volí 8 – 10 mm a na vyšetrenie lebky, chrbtice, očnic a pyramíd spánkových kostí 2 – 5 mm. Štruktúry preto môžu zaberať celú hrúbku rezu alebo iba jeho časť. Intenzita sfarbenia voxelov na stupnici sivej závisí od priemerného koeficientu útlmu pre všetky jej zložky. Ak má štruktúra v celej hrúbke rezu rovnaký tvar, bude sa javiť jasne ohraničená, ako v prípade brušnej aorty a dolnej dutej žily.

K efektu čiastočného objemu dochádza, keď štruktúra nezaberá celú hrúbku rezu. Napríklad, ak rez zahŕňa iba časť tela stavca a časť disku, ich kontúry sú nejasné. To isté sa pozoruje, keď sa orgán zužuje vo vnútri rezu. To je dôvodom slabej jasnosti pólov obličiek, kontúr žlčníka a močového mechúra.

• Rozdiel medzi nodulárnymi a rúrkovými štruktúrami

Je dôležité vedieť rozlíšiť zväčšené a patologicky zmenené lymfatické uzliny od ciev a svalov zahrnutých v priečnom reze. Môže byť veľmi ťažké to urobiť len z jedného rezu, pretože tieto štruktúry majú rovnakú hustotu (a rovnaký odtieň sivej). Preto je vždy potrebné analyzovať susediace rezy umiestnené kraniálnejšie a kaudálnejšie. Zadaním, v koľkých rezoch je daná štruktúra viditeľná, je možné vyriešiť dilemu, či vidíme zväčšenú uzlinu alebo viac či menej dlhú tubulárnu štruktúru: lymfatická uzlina bude určená iba v jednom alebo dvoch rezoch a nebude zobrazená v susedných. Aorta, dolná dutá žila a svaly, ako napríklad iliako-lumbálny, sú viditeľné v celej kraniokaudálnej sérii snímok.

Ak existuje podozrenie na zväčšený uzlíkový útvar na jednej časti, lekár by mal okamžite porovnať susedné časti, aby jasne určil, či je tento „útvar“ v priereze jednoducho cievou alebo svalom. Táto taktika je tiež dobrá, pretože umožňuje rýchle stanovenie účinku súkromného objemu.

• Denzitometria (meranie hustoty tkaniva)

Ak nie je napríklad známe, či je tekutina nachádzajúca sa v pleurálnej dutine výpotok alebo krv, meranie jej hustoty uľahčuje diferenciálnu diagnostiku. Podobne sa denzitometria môže použiť pri ložiskových léziách v parenchýme pečene alebo obličiek. Neodporúča sa však vyvodzovať závery na základe posúdenia jediného voxelu, pretože takéto merania nie sú veľmi spoľahlivé. Pre väčšiu spoľahlivosť je potrebné rozšíriť „oblasť záujmu“ pozostávajúcu z niekoľkých voxelov vo ložiskovej lézii, akejkoľvek štruktúre alebo objeme tekutiny. Počítač vypočíta priemernú hustotu a štandardnú odchýlku.

Zvláštnu pozornosť treba venovať tomu, aby sa neprehliadli artefakty stvrdnutia alebo efekty čiastočného objemu. Ak sa lézia nerozprestiera cez celú hrúbku rezu, meranie hustoty zahŕňa aj susedné štruktúry. Hustota lézie sa zmeria správne iba vtedy, ak vyplní celú hrúbku rezu (dS ₎. V tomto prípade je pravdepodobnejšie, že meranie sa bude týkať samotnej lézie a nie susedných štruktúr. Ak je dS väčšie ako priemer lézie, napríklad malej lézie, bude to mať za následok efekt čiastočného objemu na akejkoľvek úrovni skenovania.

• Úrovne hustoty rôznych typov tkanín

Moderné zariadenia dokážu pokryť 4096 odtieňov sivej stupnice, ktoré predstavujú rôzne úrovne hustoty v Hounsfieldových jednotkách (HU). Hustota vody bola ľubovoľne zvolená ako 0 HU a vzduchu ako -1000 HU. Obrazovka monitora dokáže zobraziť maximálne 256 odtieňov sivej. Ľudské oko však dokáže rozlíšiť iba asi 20. Keďže spektrum hustoty ľudských tkanív siaha ďalej ako tieto pomerne úzke limity, je možné vybrať a upraviť obrazové okno tak, aby boli viditeľné iba tkanivá s požadovaným rozsahom hustoty.

Priemerná úroveň hustoty okna by mala byť nastavená čo najbližšie k úrovni hustoty vyšetrovaných tkanív. Pľúca sa vďaka zvýšenej vzdušnosti najlepšie skúmajú v okne s nízkym nastavením HU, zatiaľ čo pri kostnom tkanive by sa mala úroveň okna výrazne zvýšiť. Kontrast obrazu závisí od šírky okna: zúžené okno je kontrastnejšie, pretože 20 odtieňov sivej pokrýva iba malú časť stupnice hustoty.

Je dôležité poznamenať, že úroveň hustoty takmer všetkých parenchymatóznych orgánov sa pohybuje v úzkych medziach medzi 10 a 90 HU. Pľúca sú výnimkou, takže ako už bolo uvedené vyššie, je potrebné nastaviť špeciálne parametre okna. Pokiaľ ide o krvácania, treba vziať do úvahy, že úroveň hustoty nedávno zrazenej krvi je približne o 30 HU vyššia ako hustota čerstvej krvi. Hustota potom opäť klesá v oblastiach starého krvácania a v oblastiach lýzy trombu. Exsudát s obsahom bielkovín vyšším ako 30 g/l sa pri štandardných nastaveniach okna ťažko odlišuje od transudátu (s obsahom bielkovín pod 30 g/l). Okrem toho treba povedať, že vysoký stupeň prekrytia hustoty, napríklad v lymfatických uzlinách, slezine, svaloch a pankrease, znemožňuje stanoviť identitu tkaniva len na základe posúdenia hustoty.

Na záver treba poznamenať, že normálne hodnoty hustoty tkaniva sa tiež líšia medzi jednotlivcami a menia sa pod vplyvom kontrastných látok v cirkulujúcej krvi a v orgáne. Posledný uvedený aspekt má osobitný význam pre štúdium genitourinárneho systému a týka sa intravenózneho podávania kontrastných látok. V tomto prípade sa kontrastná látka rýchlo začína vylučovať obličkami, čo vedie k zvýšeniu hustoty obličkového parenchýmu počas skenovania. Tento účinok možno použiť na posúdenie funkcie obličiek.

• Dokumentovanie výskumu v rôznych oknách

Po získaní obrazu je potrebné preniesť obraz na film (vytlačiť ho), aby sa vyšetrenie zdokumentovalo. Napríklad pri posudzovaní stavu mediastina a mäkkých tkanív hrudníka sa nastaví okno tak, aby sa svaly a tukové tkanivo jasne zobrazovali v odtieňoch sivej. V tomto prípade sa používa okno mäkkých tkanív so stredom 50 HU a šírkou 350 HU. V dôsledku toho sú tkanivá s hustotou od -125 HU (50-350/2) do +225 HU (50+350/2) zobrazené sivou farbou. Všetky tkanivá s hustotou nižšou ako -125 HU, ako napríklad pľúca, sa javia čierne. Tkanivá s hustotou vyššou ako +225 HU sú biele a ich vnútorná štruktúra nie je diferencovaná.

Ak je potrebné vyšetriť pľúcny parenchým, napríklad pri vylúčení nodulárnych útvarov, stred okna by sa mal zmenšiť na -200 HU a šírka zväčšiť (2000 HU). Pri použití tohto okna (pľúcneho okna) sa lepšie diferencujú pľúcne štruktúry s nízkou hustotou.

Na dosiahnutie maximálneho kontrastu medzi sivou a bielou hmotou mozgu by sa malo zvoliť špeciálne mozgové okno. Keďže hustoty sivej a bielej hmoty sa líšia len mierne, okno mäkkých tkanív by malo byť veľmi úzke (80 - 100 HU) a vysoko kontrastné a jeho stred by mal byť v strede hodnôt hustoty mozgového tkaniva (35 HU). Pri takomto nastavení nie je možné skúmať lebečné kosti, pretože všetky štruktúry s hustotou menšou ako 75 - 85 HU sa javia ako biele. Preto by stred a šírka kostného okna mali byť výrazne vyššie - približne + 300 HU a 1500 HU. Metastázy v tylovej kosti sa vizualizujú iba pri použití kostného okna, nie však mozgového okna. Na druhej strane, mozog je v kostnom okne prakticky neviditeľný, takže malé metastázy v mozgovej hmote nebudú viditeľné. Mali by sme si vždy pamätať na tieto technické detaily, pretože vo väčšine prípadov sa obrazy vo všetkých oknách neprenášajú na film. Lekár vykonávajúci vyšetrenie si prezerá obrazy na obrazovke vo všetkých oknách, aby neprehliadol dôležité príznaky patológie.

[ 43 ], [ 44 ], [ 45 ]