Transcript Principy CT - Projekt endoskopie

Andrašina T.
Radiologická klinika LF MU Brno a FN Brno
Přednosta: prof. MUDr. Vlastimil Válek, CSc., MBA








Princip CT zobrazení
Ionizační záření
Příprava pacienta – aplikace k.l.
Patologie parenchymových orgánů
Patologie trávící trubice
Patologie peritonea
Drenáže kolekcí
Kazuistiky




1963 Allan Mac Leod Cormack položil základy
výpočetní tomografie
1972 fyzik Godfrey Newbold Hounsfield na těchto
základech zkonstruoval první klinicky použitelný
výpočetní tomograf
1979 oba obdrželi Nobelovu cenu za medicínu
1987 revoluční objev slip-ring technologie a
následný vznik spirálního (helikálního) CT
Skládá se ze tří fází:

Skenovací fáze – sběr dat dle zvolených parametrů

Rekonstrukční fáze – zpracovává získaná data a vytváří tzv. digitální
obraz (matice pixelů)

Fáze konverze – z digitálního obrazu je vytvořen viditelný analogový
obraz (stupně šedi)



Je založen na měření absorpce
rentgenového záření tkáněmi lidského těla
s použitím mnoha projekcí a následného
počítačového zpracování obrazu.
Rentgenka emituje úzce kolimovaný
svazek záření ve tvaru vějíře, který
prochází vyšetřovaným objektem a je
registrován sadou detektorů
přeměňujících prošlá kvanta
rentgenového záření na elektrický signál,
který je digitalizován a dále zpracováván.
Komplet rentgenka – detektory vykonává
během expozice synchronní pohyb okolo
vyšetřovaného objektu tak, že rentgenka
je vždy na protilehlé straně vyšetřovaného
objektu než detektory.
Princip CT skenování
- schematické znázornění
rotačního pohybu
rentgenky a detektorů
okolo vyšetřovaného
objektu


V rámci jednoho oběhu o 360 získá systém běžně
400 – 700 projekčních měření absorpce daného
objektu z různých úhlů.
Výpočetní tomografie (stejně jako např. ultrazvuk
nebo magnetická rezonance) představuje metodu
tomografickou, tzn. prezentující obraz konkrétní
(typicky transverzální) vrstvy
vyšetřovaného objektu o předem
definované tloušťce, která je
dána kolimací primárního
svazku záření.



Přístroje třetí generace
zavedením široké sady 300 –
600 detektorů uspořádaných do
části kružnice a pokrývajících při
dané projekci celý objekt mohly
odstranit translační složku
pohybu a převést jej tak na
jednoduchý a rychlejší, čistě
rotační pohyb.
Dnes nejpoužívanější typ.
Skenovací časy ze zkrátily na
pouhé 1-4s.

konvenční skenery

Rentgenka u nich v gantry vykoná jednu otáčku ve směru hodinových ručiček a
po posunu stolu do roviny další vrstvy vykoná otáčku opačným směrem (mezi
jednotlivými skeny se tedy její pohyb zastavuje).

spirální skenery

Celý rozsah vyšetřované oblasti je zde snímán jedinou expozicí, při níž komplex
rentgenky s detektory vykonává více kontinuálních rotací kolem vyšetřovacího
stolu s nemocným, který je rovnoměrně posunován skrze gantry
Multidetektorové CT

Využití multidetektorové
technologie přináší možnost
podstatného zkrácení
vyšetřovacího času, a to při
stejném nebo dokonce i lepším
rozlišení (tloušťce vrstvy). Běžné
spirální CT je schopno za danou
rotační periodu rentgenky (např.
1 s) pokrýt kraniokaudální
rozsah 20 mm dvěma
navazujícími 10mm vrstvami při
stoupání (pitch) = 2.

Technologie multidetektorového CT tak
představuje významný posun k možnosti
izotropního geometrického rozlišení ve všech
třech rovinách, tedy např. k tvorbě diagnosticky
rovnocenných multiplanárních (koronárních a
sagitálních) obrazových rekonstrukcí
Původní axiální 1mm vrstva (a) a koronární rekonstrukce s téměř
identickým geometrickým rozlišením (b) z vyšetření
hrudníku multidetektorovým CT přístrojem
Výpočetní algoritmus


Volbou vhodného výpočetního
algoritmu (kernel) pro zpracování
naměřených hrubých dat významně
ovlivňujeme kvalitu konečného
zobrazení tkání. Chceme-li obraz
„vyhladit“, a tudíž snížit množství
viditelného šumu pro lepší rozlišení
měkkých tkání, volíme měkký („soft“)
rekonstrukční algoritmus.Ten zajistí
optimální tkáňový kontrast, takže ve
výsledném obraze bude možné rozlišit
od sebe dvě struktury, jejichž denzity
se liší pouze minimálně (a,b)
Naopak volba rekonstrukčního
algoritmu s vysokým geometrickým
rozlišením (high resolution), vede ke
zvýraznění tkáňových rozhraní,
zvýšení ostrosti, a tím i možnosti
zobrazení velmi drobných struktur,
avšak za cenu zvýraznění kvantového
šumu a tím i zhoršení
měkkotkáňového kontrastu (c,d)
Divertikulitida sigmoidea, sigmoideovesikální píštěl



Divertikulitida, perikolický
absces
fokální ztluštění stěny m.m.
plyn v m.m.
Čím nižší je absorpce záření v daném
voxelu,
tím tmavší odstín odpovídajícího
pixelu. Ploše jednoho pixelu je
přiřazena jedna číselná hodnota
absorpčního koeficientu, celý pixel je
proto homogenní.
- proces účinku IZ na živou tkáň probíhá ve 4 význačných etapách
lišících se svou rychlostí a druhem probíhajících procesů
fyzikální stádium – trvá jen cca 10-16-10-14 s
- energie záření je předávána elektronům v atomech za
vzniku ionizace a excitace
fyzikálně-chemické stádium – trvá 10-14-10-10s
- interakce iontů s molekulami, při nichž dochází k disociaci
molekul a vzniku volných radikálů
- proces účinku IZ na živou tkáň probíhá ve 4 význačných etapách
lišících se svou rychlostí a druhem probíhajících procesů
chemické stádium – trvá od tisícin až po jednotky sekund
- vzniklé ionty, radikály, excitované atomy a další produkty
reagují s biologicky důležitými organickými molekulami
(DNA)
biologické stádium – trvá od desítek minut po desítky let
- vznikají funkční a morfologické změny v buňkách, orgánech
i v organismu jako celku

bere ohled na to, jaká část těla je ozářena

můžeme sčítat efektivní dávky z jednotlivých vyšetření

můžeme vyjádřit (představit si) riziko z ozáření

její výpočet je pracnější, je k němu zapotřebí větší množství
parametrů a speciální software






vykouření 70 cigaret nebo bydlení 8 let s kuřákem
vypití 25 litrů vína
snězení 5000 steaků upečených na dřevěném uhlí
nebo 2000 lžiček arašídového másla
3 měsíce ve světovém velkoměstě (znečištění
ovzduší)
240 km na motorce, 800 km na kole, 3.200 km
autem, 200.000 km letadlem
5 hodin kanoistiky
typická
efektivní
dávka [mSv]
počet úmrtí
na
1 milion
obyvatel
přibližná doba
pobytu v
přírodním
radiačním
pozadí
počet
vykouřených
cigaret
počet
ujetých
km
autem
RTG lebky
0,07
3,5
10 dní
5
220
RTG hrudní páteře
0,7
35
3,5 měsíce
50
2.200
RTG bederní
páteře
1,3
65
6 měsíců
90
4.200
RTG hrudníku
0,02
1
3 dny
1,4
64
RTG břicha
1
50
5 měsíců
70
3.200
RTG pánve
0,7
35
3,5 měsíce
50
2.200
RTG kyčle
0,3
15
1,5 měsíce
21
960
0,00002 - 0,01
0,001 - 0,5
4 min - 1,5 dne
0 – 0,7
0,1 – 32
2,5
125
1 rok
175
8.000
typ vyšetření
RTG končetin
IVU
Typická
efektivní
dávka
[mSv]
počet
úmrtí na
1 milion
obyvatel
přibližná doba
pobytu v
přírodním
radiačním
pozadí
Počet
vykouřených
cigaret
Počet
ujetých
km
autem
vyšetření žaludku
3
150
1,2 roku
210
9.600
střevní pasáž
3
150
1,2 roku
210
9.600
irrigoskopie
10
500
4 roky
700
32.000
enteroklýza
15
750
6 let
1050
48.000
CT hlavy
2,3
115
11 měsíců
160
7.400
CT hrudníku
8
400
3,2 roku
560
25.000
CT břicha a pánve
10
500
4 roky
700
32.000
typ vyšetření

odlišení a zobrazení struktur v lidském těle, které
mají podobnou absorpci RTG záření, podobnou
echogenitu, proton denzitu




intravaskulární – intravenózní, intraarteriální
(iodové k.l. – ionické či neionické, většinou
hyperosmolární; jsou nefrotropní)
perorální (izodenzní - voda, hypodenzní -vzduch,
hyperedenzní – iodové či baryové)
intrathékální (izoosmolární, iodové-neionické,
vysoce kvalitní k.l.)
intrakavitální (zředěná iodová ionická k.l.)

Důvody použití:




Nativně se denzita měkkých tkání, parenchymatózních
orgánů a cévního systému liší jen málo, aplikuje se ke
zvýraznění jejich kontrastu
Významné je nitrožilní podání kontrastní látky
v diferenciální diagnostice nádorových onemocnění.
Kontrastní náplň cév je nezbytná při CT zobrazování
onemocnění kardiovaskulárního systému
Po vyloučení ledvinami dovoluje zobrazit dutý systém,
močovody a močový měchýř a posoudit tak jejich
morfologii, patologické procesy včetně poruch
vylučování.

Indikace


Je jich celá řada, závisí na vyšetřované oblasti, předpokládané patologii apod.
Kontraindikace

Alergická reakce na jodovou kontrastní látku v anamnéze,
POLYVALENTNÍ ALERGIE (alergoidní reakce z lavinovitého uvolnění histaminu a šokový
stav )

Renální insuficience (nefrotoxický účinek- mohou způsobit akutní renální
insuficienci)

Hyperthyreóza (zvýšený příjem jodu do organismu, může způsobit akutní
thyreotoxikózu)

Paraproteinemie s vylučováním Bence-Jonesovy bílkoviny (může
způsobit precipitaci bílkoviny v tubulárním systému ledviny a způsobit renální selhání )



Adverzivní reakce - následkem chemotoxicity k.l.,
větš. sucho v ústech, nausea či dokonce zvracení
Alergoidní reakce - způsobena vyplavením
histaminu – urtika, dušnost, šokový stav
s hypotenzí, vagová reakce s bradykardií, křeče
Paravaskulární podání kontrastní látky
- možné trofické následky.



disociují na anionty a kationty
působí na membránu buněk, nejvíce na bb. v
bezprostřední blízkosti, tedy krevní elementy
Telebrix, Iodamide, Hexabrix





skupina COOH je nahrazena neionickým řetězcem,
který působí na membránu krevních buněk
mnohem méně
výrazně menší riziko alergické reakce
Iomeron 250, 300, …
Ultravist 240, 300, …
Omnipaque, …






chemotoxicita
osmotoxicita
nefrotoxicita
neurotoxicita
kardiotoxicita
pseudoalergická reakce
Baryové kontrastní látky







Přilnavost
250 - 300ml CO2 – 1g – 120 - 150ml
Densita
Množství BaSO4 (v gramech) na 100ml
(nebo 100g) suspense – procento hmotnosti
BaSO4 k objemu – g / V%
horní GIT: 180 - 250 g / V % - H.D. oral
dolní GIT: 85 - 120 g / V%
„ suspense “ cca 100 g / V%

Viskosita – jednotka cP - centipoise
horní GIT - 70 – 140 cP
dolní GIT - 700 –1000 cP

Stabilita





Litiáza
Ileózní stavy
Krvácení


Aplikace 10ml jodové k.l. do 500ml H20
Píštěle, abscesy, subileózní stavy !!! ne u krvácení

Voda, manitol,.. Krátký režim, dlouhý režim

Vzduch, CO2 – virtuální kolonoskopie