Vizsgálóeljárások klinikai jelentősége: Computer Tomographia

4.Vizsgáló eljárások klinikai jelentősége: Computer tomográfia

Írta: Kalina Ildikó

 

4.1. A fejezet oktatásának célja:

Megismertetni a hallgatót a CT képalkotás alapjaival, a CT berendezések felépítésével és fajtáival,
a vizsgálati nomenklatura értelmezésével, az ablakolási és postprocessing technikákkal, a vizsgálatra való betegelőkészítéssel, egyes, legfontosabb /leggyakoribb vizsgálatok kivitelezésével, azok helyével a vizsgálati algoritmusban.

4.2. A CT képalkotás

Az emberi testen áthaladó, gyengülést szenvedett röntgen-sugárzást számítógép segítségével, matematikai módszerekkel látható képpé alakítjuk.
A folyamat két részből tevődik áll. Az első a mérés és adatgyűjtés fázisa, a második a képrekonstrukció szakasza, mely a kép rögzítésével fejeződik be.

4.2.1. A CT képalkotás alapjai

Radon fogalmazta meg a CT képalkotás egyik alapjául szolgáló elvet 1917-ben:
„Egy háromdimenziós test végtelen sok pont összességéből matematikailag bármikor rekonstruálható, illetve előállítható.”
Egy keskeny röntgen-sugárnyalábbal pásztázzuk át a vizsgálandó test harántmetszetét.
A testbe be- és kilépő sugárzás mennyiségének különbsége az ún. abszorpciós profil. A metszeti képalkotás lényege, hogy a beteg körül forgó röntgencsővel a különböző irányokból felvett kellően nagyszámú abszorpciós profil segítségével meghatározható, hogy az adott szelet milyen sugárelnyelésű térfogatelemekből áll.
A testből kilépő gyengült röntgen-sugárzást detektorsorral fogjuk fel.
A detektorok a sugárzást elektromos jellé alakítják, mely digitális adatfeldolgozó rendszerekkel elemezhetővé, számszerűvé változtatható.
A CT-kép tehát több irányból mért sugárgyengülési értékekből számított metszeti kép.

4.2.2. Digitális kép ( Mozaik kép)

A voxel (térfogati elem) a besugárzott testszelet egyforma méretű térfogateleme. Hasáb alakú képződmény, melynek alapja a pixel ( a CT térbeli felbontása átlagosan kb. 300 mikrométer), magasságát alapvetően a választott szeletvastagság határozza meg.

4.2.3. CT alapfogalmak

Gantry - gyűrű alakú szerkezet, mely tartalmazza a röntgen-csövet és a detektorokat
Asztalmozgás - szakaszos vagy folyamatos
Matrix (rácsozat) - 512x512, 1024x1024

Denzitás- a szövetek „tömörsége”

• -1000 HU vákuum
• -100 HU zsír
• 0 HU víz
• 0-15 HU híg víztiszta folyadék
• 15-20 HU sűrűbb folyadék
• 20-70 HU lágyrészek
• 70-100 HU friss vérzés a lágyrészekben
• 100-1000 HU kontrasztanyag, meszesedés
• 3000 HU teljes sugárelnyelés

 
A CT-vizsgálat elvileg 4000 szürke árnyalatot tud előállítani. A sugárgyengítés mértékét az átsugárzott anyag tömörségére jellemző ún. Hounsfield-egységben ( HU ) fejezzük ki egy olyan skálán, amelynek negatív végpontja (- 1000 HU ) a vákuum denzitásának, pozitív végpontja ( 3000 HU ) a teljes sugárelnyelésnek felel meg. A 0 HU a tiszta víz denzitása.

4.2.4. Ablakolás

Az emberi szem csak 40-60 szürkeárnyalatot képes felismerni. A CT akár 3000 különböző denzitást mér.
Hogy ne legyen minden egyformán szürke, a látható szürkeskálát a célra szűkítjük, alatta minden denzitás fekete, felette, minden fehér.
Az elkészült képeket különböző ablakokkal tekintjük át, attól függően, hogy mely szöveti struktúra megítélése a célunk.

4.3. CT készülékek

Egyszeletes (szeletelő-léptető) CT- a betegasztal mozgása szakaszos, egy mérésnél a test egy harántszeletének leképezése történik
Spirál ( helikális) CT- 1990-től jelentek meg.
A betegasztal mozgása folyamatos, így testvolumen mérés lehetséges
Sokszeletes, multislice, multidetektoros CT- 1992 óta terjedtek el.
Dual energy, dual-source ( kettős energiájú, két csöves) CT- 2006 óta használatos
PET-CT -kombinált diagnosztikai módszer

4.3.1. A multislice CT előnyei

A folyamatos asztalmozgás folyamatos mérést tesz lehetővé, így nincs információveszteség
Egyetlen légzésvisszatartás alatt az egész test „letapogatható”
Kevesebb mozgási műtermék (súlyos állapotban lévő betegek vizsgálata )
A vékony szeletes leképezés miatt pontosabb denzitás elemzés
A gyors, nagy mennyiségű adatgyűjtés alapján bármely síkban készíthetők rekonstrukciók
A volumenmérés térbeli megjelenítést tesz lehetővé
Alacsony dózisú protokollok mellett kedvezőbb sugárterhelés
A kontrasztanyag mennyisége csökkenthető

4.3.2. Dual-source képalkotás

Két röntgenforrás és két detektor egyidejű alkalmazása
A két cső egymásra merőlegesen helyezkedik el, egymással szinkron gyűjtik a detektorok az információt
Két különböző üzemmódban működhet
Dual source alkalmazásban mindkét röntgencső azonos kV értékkel dolgozik
Axiális szelet adatgyűjtéséhez 90°-os elfordulásuk szükséges
Dual energy üzemmódban a két csőfeszültség 80 és 140 kV, a két cső 180°-ot fordul egy harántmetszet elkészítéséhez
Az eltérő energiájú röntgensugarak elnyelődése más és más lesz
Két, eltérő információtartalmú adatsor jön létre

A dual-source képalkotás előnyei
Szövetdifferenciálás új lehetősége
Véredények vagy csontok közvetlen szubtractiója
Tumorok onkológiai osztályozása
Érplakkok karakterizálása- részletgazdagabb képminőség
Testfolyadékok differenciálása a sürgősségi diagnosztikában
Kollagén ábrázolás (inak direkt ábrázolása)
Kő analízis
Nehéz elemek ábrázolása
Jód quantifikáción alapuló perfúziós vizsgálatok

4.3.3. PET-CT

Kombinált diagnosztikai módszer, a computer tomográfia (CT) és a pozitron emissziós tomográfia (PET) ötvözete.
Nyomjelző anyag a radioaktív izotóppal (18F) jelölt szőlőcukor molekula (FDG), melynek igen rövid a felezési ideje, kicsiny mennyiségben kerül beadásra.
A PET a sejtekben végbemenő anyagcsere folyamatokat mutatja, a CT pedig az anatómiai képalkotást biztosítja.
Rosszindulatú daganatos betegségek korai felismerésére, stádiumának meghatározására, az alkalmazott kezelés hatékonyságának felmérésére használják elsősorban.

4.4. A CT vizsgálat

4.4.1. A beteg előkészítése CT vizsgálatra

A beteg előkészítése elektív időpontban végzett CT vizsgálatra a beutaló orvos feladata.
A vizsgálat előtt és után a beteget hidrálni kell ( bőséges folyadék fogyasztás) a bejuttatott iv.kontrasztanyag nefrotoxikus hatásának kiküszöbölésére.
Iv. kontrasztanyag beadására csak a vesefunkciós értékek ismeretében kerül sor ( se kreatinin, GFR), melyet minden esetben ellenőriz a radiológus is. Fokozott figyelmet kell fordítani a nagy rizikójú betegekre vagy a krónikus vesebetegségben szenvedőkre.
Beszűkült vesefunkció esetén speciális (Iomeron, Visipaque) kontrasztanyagot adunk, nagyon alacsony GFR esetén pedig csak vitális indikáció alapján juttatunk kontrasztanyagot az érpályába.
A kontrasztanyagos CT vizsgálatra 4 órás éhezés után kerül sor a kontrasztanyag mellékhatásaként ritkán fellépő hányás esetén az aspiráció elkerülése érdekében.
Amennyiben a beteg metformin tartalmú antidiabetikus gyógyszert szed, azt a vizsgálat előtt és azt követően 48 órán keresztül el kell hagyni a tejsav acidózis elkerülésére, mely elsősorban csökkent vesefunkciójú betegek esetében alakulhat ki.
A jód-tartalmú gyógyszerrel kezelt beteg szérum jód-szintjét az iv. bejuttatott jódos kontrasztanyag megváltoztatja, a kontroll vizsgálat eredményét meghamisíthatja.
A vizsgálat előtt a beteg felvilágosítást kap annak kockázatairól, melyet tudomásul vesz és egy beleegyező nyilatkozaton aláírásával is igazol.

4.4.2. Vizsgálati technika

Minden vizsgálathoz két alapvető felvétel típus tartozik: a topogram ( scout ) és a tomogram (szelet, réteg ).
Valamennyi CT vizsgálat egy átnézeti képpel kezdődik, ez a topogram. Ez a kép tartalmazza a vizsgálati régiót. Tulajdonképpen egy digitális röntgen kép, amit pa vagy oldal irányból készíthetünk a vizsgálandó testrésztől függően. A topogram segítségével jelöljük ki a vizsgálandó régió kezdetét és végét. Ezután készülnek el a tomogramok , a harántszeletek a vizsgálandó testrészről. A mérések paramétereit a klinikai kérdésnek megfelelően, a vizsgálati régió szerint a számítógép által felkínált lehetőségekből választjuk ki, de saját protokoll készítésére is van lehetőség.
A rétegzést legtöbbször két szériában végezzük el, natívan és iv. kontrasztanyag alkalmazása után.

4.4.3. A CT vizsgálat során alkalmazott kontrasztanyagok

A CT vizsgálat történhet natívan, bármely külső anyag bejuttatása nélkül.
Az esetek többségében azonban különböző kontrasztanyagokat alkalmazunk. Kontrasztanyagot rutinszerűen kétféleképp juttathatunk a vizsgálandó területre. A tápcsatorna jelzésére per os alkalmazunk kontrasztanyagot, az általános jobb szöveti felbontóképesség elérésére pedig iv. jódos kontrasztanyagot juttatunk a szervezetbe, leggyakrabban valamelyik cubitalis vénán keresztül. A legtöbb esetben az iv. kontrasztanyag beadásához injektort használunk. Az injektor a kontrasztanyagot egyenletes, általunk beállított áramlási sebességgel juttatja az érrendszerbe. Speciális esetekben más módon is vihetünk be kontrasztanyagot pl. rectumon keresztül, szondán speciális testtájékra juttatva, fisztula nyíláson át.

4.5. A CT vizsgálatok klinikai alkalmazása

Leggyakrabban alkalmazott rutin CT vizsgálatok:

• koponya CT (és/vagy CTA) vizsgálat (agy, csontok, erek)
• nyaki CT (és/vagy CTA) vizsgálat (nyaki lágyrészek, nyirokcsomók, erek)
• arckoponya CT vizsgálat (melléküregek)
• mellkas CT (és/vagy CTA) vizsgálat (tüdők, mediastinum, nagyerek, szív)
• hasi+kismedencei CT (és/vagy CTA) vizsgálat (hasi parenchymás szervek, emésztőrendszer, urográfia, hasi erek)
• alsó végtagi CT angiographia
• csontok CT vizsgálata (pl. gerinc)

 
A CT vizsgálatra a betegek kivizsgálásának algoritmusában általában a röntgen vagy UH vizsgálat(ok) után kerül sor, de stroke, polytrauma, pulmonalis embolia vagy aneurysma ruptura gyanújában első választandó vizsgálati módszer.
Minden esetben érvényes szabály, hogy a vizsgálatról képi dokumentációnak és írásos leletnek is kell készülnie. A vizsgálat megtervezése a klinikai kérdésen alapul.
Hogy az adott klinikai kérdés(ek) alapján mennyire „rutin” egy vizsgálat, hogyan történjen annak kivitelezése a radiológus orvos kompetenciája eldönteni.
A klinikus orvos feladata a releváns klinikai adatokról történő teljes körű tájékoztatás.
A radiológus orvos számára minden esetben nélkülözhetetlen a kérőpapír és a rendelkezésére álló klinikai adatok áttekintése. Ezek ismeretében alakíthatjuk úgy vizsgálatunkat, hogy a beteg számára a lehető legkisebb megterheléssel, a lehető legtöbb információt nyerjük a klinikai diagnózis(ok) alátámasztására.
Rutin vizsgálatok esetén általában előre megírt vizsgálati protokollt használunk, amit a beteg egyéni adottságai alapján alakítunk, optimalizálunk.
Egyes esetekben elegendő lehet csupán a natív széria elkészítése pl. friss koponyaűri vérzés vagy húgyúti kövesség megítélése, máskor a vizsgálatot több fázisban vagy egyéb speciális módon kell végeznünk.

Iv. kontrasztanyag bejuttatása után készíthetünk artériás (korai) parenchymás, vénás vagy késői fázisú képeket.
A nagy mennyiségű, gyors adatgyűjtés az egyes testtájékok vagy akár az egész test vizsgálatának különböző technikai paraméterekkel, az iv. kontrasztanyag beadásához képest akár több különböző időpontokban való leképezését teszi lehetővé. Ezzel megteremtődik különböző típusú CT vizsgálatok végzésének lehetősége.

Dinamikus CT: kontrasztanyag iv. befecskendezése után ugyanarról a testtájékról több időpontban készül felvétel, vagyis a kontraszthalmozás időbeli lefolyását detektáljuk pl. a máj gócos elváltozásainál.
HRCT (high resolution) CT: vékony rétegeket nagy felbontással jelenít meg. A mérési idő hosszabb és nagyobb sugárterheléssel jár: pl. tüdő parenchyma, belsőfül célzott vizsgálata.

A nagy mennyiségű nyers adatból 3 dimenziós (3D) képek készíthetők.
Artériás CT angiográfia: iv. kontrasztanyag bólus detektálását követően történik a mérés. A flow magas 4-5 ml/sec. A bólus detektálás a kiválasztott magasságban (szeletben) történhet szem ellenőrzése mellett vagy lehetséges a gép segítségével beállított automatikus bólus detektálás is. A haránt szeletekből egy softver segítségével 3 D kép készül.
VVénás CT angiográfia: Az artériás angiográfiához képest több iv. kontrasztanyag beadása szükséges lassú flow-val (1.8-2 ml/sec). Az elhúzódó kontraszttelődés miatt automatikus 3 D ábrázolás nem lehetséges, a különböző síkú rekontrukciós képeket részesítjük előnyben.
Virtuális colonoscopia: a vastagbél tükrözés helyett végzett CT vizsgálat ( szűrési célzattal vagy ha az endoscopos vizsgálat nem kivitelezhező ), mellyel daganatok és a daganatot megelőző állapotok diagnosztizálhatók ( polipok ).
Virtuális bronchoscopia: a hörgők belvilágának megítélése non-invazivan (idegentest, tumor).
CT perfúzió: akut ischaemiás stroke-ban idő-intenzitás görbék, perfúziós térképek segítségével meghatározható a penumbra, a még megmenthető agyállomány kiterjedése.
Az új készülékekkel már máj, vese, tüdő perfúziós vizsgálatok is végezhetők.
Ezek a vizsgálatok speciális technikai és személyi feltételeket kívánnak, értékelésük időigényesebb az átlag vizsgálatokénál.

A CT képes invazív diagnosztikai eljárások ( FNAB, biopszia) és gyógyító beavatkozások (tályog lebocsátás, RFA) vezérlésére olyankor is, amikor azt ultrahang irányítással nem lehet véghezvinni. A CT által vezérelt biopszia sok esetben pontosabban és biztonságosabban kivitelezhetô, mint az ultrahanggal irányított beavatkozás.

4.6. A CT vizsgálat előnyei és hátrányai

A CT vizsgálat előnyei
A CT vizsgálat -a szummációs rtg eljárásokkal szemben- a jó anatómiai felbontás mellett kitűnő térbeli tájékoztatást ad (térbeli felbontása jobb, mint az MRI-é)
Az ultrahanggal ellentétben a metszetek beállítása szabványos, jól reprodukálható, a teljes testkeresztmetszet leképezésére képes
Kontrasztfelbontása, különösen megfelelő kontrasztfokozásos technikákkal- a mágnesrezonanciás vizsgálat kivételével- meghaladja a többi képalkotó eljárásét.
Denzitás mérés (Housfield-érték) alapján az egyes elváltozásokat hozzá is rendelhetjük a különböző szövetekhez.
Rövid vizsgálati idő
CTA kiváltja a diagnosztikus angiográfiát
Helyreállító műtétek tervezése 3D képek alapján

A CT hátránya
A CT legnagyobb, és csaknem egyetlen hátránya, az ionizáló sugárzás, mely a hagyományos röntgenfelvétel dózisának többszöröse ( az adott vizsgálattól függően akár 5-20–szorosa is lehet ). Direkt sugár expozícióból és a szórt sugárzásból adódik (egy-két nagyságrenddel kisebb).
Sok esetben a beteg által elszenvedett sugárdózis nincs a vizsgálatot kérő klinikusok figyelmének középpontjában.

4.7. Összefoglalva, útravalóul megjegyezzük, hogy:

A CT a kivizsgálási algoritmus egyik leghatékonyabb módszere nagy diagnosztikai pontossága alapján. (számottevő sugárterhelése ellenére).
Felbontóképessége kontrasztanyag adásával tovább fokozható.
A vizsgálati idő rövid, másodpercek alatt akár az egész test áttekinthető, mely egyedülálló diagnosztikus lehetőség.

---