Kompuutertomograafia: tavaline, spiraalne kompuutertomograafia

Kompuutertomograafia on spetsiaalne röntgenuuringu tüüp, mille käigus mõõdetakse kaudselt uuritava patsiendi ümber määratletud erinevatest positsioonidest lähtuvate röntgenikiirte nõrgenemist ehk sumbumist. Põhimõtteliselt teame me vaid järgmist:

• mis röntgentorust lahkub,
• mis jõuab detektorini ja
• Milline on röntgenitoru ja detektori asukoht igas asendis?

Kõik muu järeldub sellest teabest. Enamik kompuutertomograafia lõike on keha telje suhtes vertikaalselt orienteeritud. Neid nimetatakse tavaliselt aksiaalseteks või põiklõikudeks. Iga lõike puhul pöörleb röntgenitoru patsiendi ümber, lõike paksus valitakse eelnevalt. Enamik kompuutertomograafia skannereid töötab pideva pöörlemise põhimõttel, kusjuures kiirte hajumine on lehvikukujuline. Sellisel juhul on röntgenitoru ja detektor jäigalt ühendatud ning nende pöörlemisliikumised skaneeritud ala ümber toimuvad samaaegselt röntgenkiirte kiirguse ja püüdmisega. Seega jõuavad patsienti läbivad röntgenikiirgused vastasküljel asuvatesse detektoritesse. Lehvikukujuline hajumine toimub vahemikus 40° kuni 60°, olenevalt seadme konstruktsioonist, ja selle määrab nurk, mis algab röntgenitoru fookuspunktist ja laieneb sektori kujul detektorite rea välispiirideni. Tavaliselt moodustub pilt iga 360° pöördega, saadud andmed on selleks piisavad. Skaneerimise ajal mõõdetakse sumbumistegureid paljudes punktides, moodustades sumbumisprofiili. Tegelikult ei ole sumbumisprofiilid midagi muud kui signaalide kogum, mis võetakse vastu kõigilt detektorikanalitelt toru-detektorisüsteemi teatud nurga alt. Kaasaegsed kompuutertomograafia skannerid on võimelised edastama ja koguma andmeid detektori-toru süsteemi ligikaudu 1400 positsioonilt 360° ringis ehk umbes 4 positsiooni kraadi kohta. Iga sumbumisprofiil sisaldab mõõtmisi 1500 detektorikanalilt ehk ligikaudu 30 kanalilt kraadi kohta, eeldades kiire hajumisnurka 50°. Uuringu alguses, kui patsiendilaud liigub konstantse kiirusega gantrysse, saadakse digitaalne röntgenpilt („skanogramm“ või „topogramm“), millele saab hiljem planeerida vajalikud lõiked. Lülisamba või pea kompuutertomograafia uuringu puhul pööratakse gantryt soovitud nurga all, saavutades seeläbi lõikude optimaalse orientatsiooni.

Kompuutertomograafia kasutab patsiendi ümber pöörleva röntgensensori keerulisi näitu, et luua suur hulk erinevaid sügavusele omaseid kujutisi (tomogramme), mis digitaliseeritakse ja teisendatakse ristlõikepiltideks. KT annab kahe- ja kolmemõõtmelist teavet, mis pole tavaliste röntgenpiltide ja palju suurema kontrastsusega eraldusvõimega võimalik. Seetõttu on KT-st saanud uus standard enamiku koljusiseste, pea- ja kaelapiirkonna, intratorakaalsete ja intraabdominaalsete struktuuride pildistamiseks.

Varased kompuutertomograafia (KT) skannerid kasutasid ainult ühte röntgenandurit ja patsient liikus skanneris järk-järgult, peatudes iga pildi jaoks. See meetod on suures osas asendatud spiraalse kompuutertomograafiaga: patsient liigub pidevalt läbi skanneri, mis pöörleb ja teeb pidevalt pilte. Spiraalne kompuutertomograafia vähendab oluliselt pildistamisaega ja vähendab plaadi paksust. Mitme anduriga (4–64 rida röntgenandureid) skannerite kasutamine vähendab pildistamisaega veelgi ja võimaldab plaadi paksust alla 1 mm.

Nii suure hulga kuvatavate andmetega saab pilte rekonstrueerida peaaegu iga nurga alt (nagu tehakse magnetresonantstomograafias) ja neid saab kasutada kolmemõõtmeliste piltide loomiseks, säilitades samal ajal diagnostilise pildistamise lahenduse. Kliiniliste rakenduste hulka kuuluvad kompuutertomograafia angiograafia (nt kopsuemboolia hindamiseks) ja südame pildistamine (nt koronaarangiograafia, pärgarterite kõvastumise hindamiseks). Elektronkiire kompuutertomograafiat, mis on teist tüüpi kiire kompuutertomograafia, saab samuti kasutada pärgarterite kõvastumise hindamiseks.

Kompuutertomograafiat saab teha kontrastainega või ilma. Kontrastaineta kompuutertomograafia abil saab tuvastada ägedat hemorraagiat (mis on erevalge) ja iseloomustada luumurde. Kontrastaineta kompuutertomograafias kasutatakse intravenoosset või suukaudset kontrastainet või mõlemat. Intravenoosset kontrastainet, mis sarnaneb tavaliste röntgenülesvõtete puhul kasutatavaga, kasutatakse kasvajate, infektsioonide, põletiku ja pehmete kudede vigastuste kujutamiseks ning veresoonkonna hindamiseks, näiteks kahtlustatava kopsuemboolia, aordi aneurüsmi või aordi dissektsiooni korral. Kontrastaine eritumine neerude kaudu võimaldab hinnata urogenitaalsüsteemi. Lisateavet kontrastaine reaktsioonide ja nende tõlgendamise kohta leiate järgmistest osadest:

Kõhupiirkonna pildistamiseks kasutatakse suukaudset kontrastainet; see aitab eraldada soolestruktuuri ümbritsevast struktuurist. Standardset suukaudset kontrastainet, baariumjodiidi, saab kasutada sooleperforatsiooni kahtluse korral (nt trauma tõttu); madala osmolaarsusega kontrastainet tuleks kasutada suure aspiratsiooniriski korral.

Kiirgusdoos on kompuutertomograafia (KT) kasutamisel oluline küsimus. Rutiinse kõhu kompuutertomograafia (KT) kiirgusdoos on 200–300 korda suurem kui tüüpilise rindkere röntgenülesvõtte kiirgusdoos. KT on nüüdseks enamiku elanikkonna jaoks kõige levinum kunstliku kiirguse allikas ja moodustab enam kui kaks kolmandikku kogu meditsiinilisest kiirgusdoosist. See inimeste kiirgusdoosi määr ei ole tühine; hinnanguliselt on KT-kiirgusega kokkupuutuvate laste eluaegne kiirgusdoos palju suurem kui täiskasvanutel. Seetõttu tuleb iga patsiendi puhul hoolikalt kaaluda KT-uuringu vajadust ja võimalikku riski.

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

Mitmekihiline kompuutertomograafia

Mitme detektoriga spiraal-kompuutertomograafia (mitmekihiline kompuutertomograafia)

Mitmerealised detektor-KT-skannerid on uusima põlvkonna skannerid. Röntgenitoru vastas ei ole üks, vaid mitu detektoririda. See võimaldab oluliselt lühendada uuringuaega ja parandada kontrasti eraldusvõimet, mis võimaldab näiteks kontrasteeritud veresooni selgemini visualiseerida. Röntgenitoru vastas asuvad Z-telje detektorite read on erineva laiusega: välimine rida on laiem kui sisemine. See loob paremad tingimused pildi rekonstrueerimiseks pärast andmete kogumist.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Traditsioonilise ja spiraalse kompuutertomograafia võrdlus

Tavapärased kompuutertomograafia (KT) skaneeringud annavad seeria järjestikuseid, võrdse vahega pilte kindlast kehaosast, näiteks kõhust või peast. Pärast iga viilu on vaja lühikest pausi, et laud koos patsiendiga järgmisse etteantud asendisse liigutada. Paksus ja kattumine/viiludevaheline vahe on eelnevalt kindlaks määratud. Iga taseme algandmed salvestatakse eraldi. Lühike paus viilude vahel võimaldab teadvusel patsiendil hingata, vältides seeläbi pildil nähtavaid hingamisteede artefakte. Uuring võib aga võtta mitu minutit, olenevalt skaneerimispiirkonnast ja patsiendi suurusest. Oluline on ajastada pildi omandamine pärast IV kompuutertomograafiat, mis on eriti oluline perfusiooniefektide hindamiseks. KT on valitud meetod keha täieliku 2D aksiaalpildi saamiseks ilma luu ja/või õhu sekkumiseta, nagu on näha tavapärastel röntgenülesvõtetel.

Spiraal-kompuutertomograafias ühe- ja mitmerealise detektorpaigutusega (MSCT) toimub patsiendi uuringuandmete kogumine laua gantrysse liigutamise ajal pidevalt. Röntgenitoru liigub patsiendi ümber spiraalselt. Laua liigutamine on kooskõlas ajaga, mis kulub toru 360° pöörlemiseks (spiraalne samm) – andmete kogumine jätkub pidevalt täies mahus. Selline kaasaegne tehnika parandab oluliselt tomograafiat, kuna hingamisartefaktid ja müra ei mõjuta üksikut andmekogumit nii oluliselt kui traditsioonilises kompuutertomograafias. Ühte toorandmebaasi kasutatakse erineva paksusega ja erineva intervalliga viilude rekonstrueerimiseks. Sektsioonide osaline kattumine parandab rekonstrueerimisvõimalusi.

Täieliku kõhupiirkonna skaneerimise andmete kogumine võtab aega 1–2 minutit: 2 või 3 spiraali, millest igaüks kestab 10–20 sekundit. Ajapiirang on tingitud patsiendi võimest hinge kinni hoida ja röntgentoru jahutamise vajadusest. Kujutise taastamiseks on vaja veidi lisaaega. Neerufunktsiooni hindamisel on pärast kontrastaine manustamist vaja lühikest pausi, et kontrastaine saaks erituda.

Spiraalmeetodi teine oluline eelis on võime tuvastada viilu paksusest väiksemaid patoloogilisi moodustisi. Väikesed maksametastaasid võivad skaneerimise ajal patsiendi ebaühtlase hingamissügavuse tõttu viilule mitte langedes märkamata jääda. Kattuvate lõikudega saadud viilude rekonstrueerimisel on metastaasid spiraalmeetodi algandmetest kergesti tuvastatavad.

[ 8 ]

Ruumiline eraldusvõime

Kujutise rekonstrueerimine põhineb üksikute struktuuride kontrastsuse erinevustel. Selle põhjal luuakse visualiseerimisala kujutise maatriks, mille suurus on 512 x 512 või enam pildielementi (pikslit). Pikslid ilmuvad monitori ekraanile erinevate hallide varjunditena, olenevalt nende sumbumistegurist. Tegelikult ei ole need isegi ruudud, vaid kuubikud (vokselid = mahuelemendid), mille pikkus mööda keha telge vastab viilu paksusele.

Kujutise kvaliteet paraneb väiksemate vokselitega, kuid see kehtib ainult ruumilise eraldusvõime kohta; viilu edasine õhendamine vähendab signaali-müra suhet. Õhukeste viilude teine puudus on patsiendi suurenenud kiirgusdoos. Väikesed, kõigis kolmes dimensioonis võrdsete mõõtmetega vokselid (isotroopne voksel) pakuvad aga olulisi eeliseid: mitmetasandiline rekonstruktsioon (MPR) koronaalses, sagitaalses või muus projektsioonis esitatakse pildil ilma astmelise kontuurita. Ebavõrdsete mõõtmetega vokselite (anisotroopsete vokselite) kasutamine MPR-i jaoks viib rekonstrueeritud pildi sakilise välimuseni. Näiteks võib olla keeruline välistada luumurdu.

[ 9 ], [ 10 ]

Spiraalne samm

Spiraali samm iseloomustab laua liikumise astet millimeetrites pöörde kohta ja lõike paksust. Aeglane laua liikumine moodustab kokkusurutud spiraali. Laua liikumise kiirendamine ilma lõike paksust või pöörlemiskiirust muutmata loob saadud spiraalil lõigete vahele ruumi.

Kõige sagedamini mõistetakse spiraalse sammu all laua liikumise (etteande) suhet portaalpöörlemise ajal, väljendatuna millimeetrites, kollimatsiooniga, väljendatuna samuti millimeetrites.

Kuna lugeja ja nimetaja mõõtmed (mm) on tasakaalus, on spiraali samm mõõtmeteta suurus. MSCT puhul võetakse nn mahuline spiraali samm tavaliselt laua etteande ja üksiku viilu suhena, mitte viilude koguarvu suhtena piki Z-telge. Ülaltoodud näites on mahuline spiraali samm 16 (24 mm / 1,5 mm). Siiski on kalduvus naasta spiraali sammu esimese definitsiooni juurde.

Uued skannerid pakuvad võimalust valida uuringuala kraniokaudaalne (Z-telje) pikendus topogrammil. Samuti reguleeritakse vastavalt vajadusele toru pöörlemisaega, viilu kollimeerimist (õhuke või paks viil) ja uuringuaega (hingatõmbe intervall). Tarkvara, näiteks SureView, arvutab sobiva spiraali sammu, määrates selle tavaliselt vahemikku 0,5–2,0.

[ 11 ], [ 12 ]

Viilude kollimatsioon: eraldusvõime piki Z-telge

Kujutise eraldusvõimet (mööda Z-telge või patsiendi kehatelge) saab kollimatsiooni abil kohandada ka konkreetse diagnostilise ülesandega. 5–8 mm paksused viilud vastavad täielikult standardsele kõhuuuringule. Väikeste luumurdude fragmentide täpne lokaliseerimine või peente kopsumuutuste hindamine nõuab aga õhukeste viilude (0,5–2 mm) kasutamist. Mis määrab viilu paksuse?

Kollimatsiooni mõiste all mõistetakse õhukese või paksu viilu saamist mööda patsiendi keha pikitelge (Z-telge). Arst saab kollimaatori abil piirata röntgenitorust tuleva kiirgusvihu lehvikukujulist hajumist. Kollimaatori ava suurus reguleerib kiirte läbimist, mis tabavad patsiendi taga asuvaid detektoreid laia või kitsa joana. Kiirgusvihu kitsendamine parandab ruumilist eraldusvõimet mööda patsiendi Z-telge. Kollimaator võib asuda mitte ainult vahetult toru väljundis, vaid ka otse detektorite ees, st patsiendi "taga", kui seda vaadata röntgenikiirguse allika küljelt.

Kollimaatori avast sõltuv süsteem, millel on üks detektoririda patsiendi taga (üksik viil), suudab toota 10 mm, 8 mm, 5 mm või isegi 1 mm viile. Väga õhukeste lõikudega kompuutertomograafiat nimetatakse "kõrgresolutsiooniga kompuutertomograafiaks" (HRCT). Kui viilu paksus on alla millimeetri, nimetatakse seda "ülikõrgresolutsiooniga kompuutertomograafiaks" (UHRCT). UHRCT, mida kasutatakse kiviluu uurimiseks umbes 0,5 mm paksuste viiludega, paljastab peened murrujooned, mis läbivad koljubaasi või kuulmeluukesi kuulmekiles. Maksa puhul kasutatakse metastaaside tuvastamiseks kõrge kontrastsusega resolutsiooni, mis nõuab mõnevõrra suurema paksusega viile.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Detektori paigutusskeemid

Ühelõigulise spiraaltehnoloogia edasiarendamine viis mitmelõiguliste (multispiraalsete) tehnikate kasutuselevõtuni, mis kasutavad mitte ühte, vaid mitut detektoririda, mis paiknevad risti Z-teljega röntgenikiirguse allika vastas. See võimaldab samaaegselt koguda andmeid mitmest sektsioonist.

Kiirguse lehvikukujulise hajumise tõttu peavad detektoriridadel olema erineva laiusega read. Detektorite paigutusskeem on selline, et detektorite laius suureneb keskelt servani, mis võimaldab saada erinevaid paksuse ja viilude arvu kombinatsioone.

Näiteks saab 16-viilulise uuringu teha 16 õhukese kõrgresolutsiooniga viiluga (Siemens Sensation 16 puhul on see 16 x 0,75 mm tehnika) või 16 kaks korda paksuse sektsiooniga. Iliofemoraalse kompuutertomograafia angiograafia puhul on eelistatav saada mahuline viil ühe tsükliga piki Z-telge. Sel juhul on kollimatsiooni laius 16 x 1,5 mm.

Kompuutertomograafia (KT) skannerite areng ei piirdunud ainult 16 viiluga. Andmete kogumist saab kiirendada 32 ja 64 detektoriridadega skannerite abil. Siiski toob õhemate viilude poole kaldumine kaasa patsiendi suuremad kiirgusdoosid, mis nõuab täiendavaid ja juba teostatavaid meetmeid kiirgusdoosi vähendamiseks.

Maksa ja kõhunäärme uurimisel eelistavad paljud spetsialistid pildi teravuse parandamiseks vähendada viilu paksust 10 mm-lt 3 mm-le. See aga suurendab mürataset ligikaudu 80%. Seetõttu on pildikvaliteedi säilitamiseks vaja kas täiendavalt suurendada voolutugevust torul, st suurendada voolutugevust (mA) 80% võrra, või pikendada skaneerimisaega (mAs-korrutis suureneb).

[ 16 ], [ 17 ]

Kujutise rekonstrueerimise algoritm

Spiraal-KT-l on veel üks eelis: pildi rekonstrueerimise protsessi käigus ei mõõdeta enamikku andmeid tegelikult konkreetses lõigus. Selle asemel interpoleeritakse väljaspool seda lõiku tehtud mõõtmised enamiku lõigu lähedal asuvate väärtustega ja muutuvad lõiguspetsiifilisteks andmeteks. Teisisõnu: lõigu lähedal tehtud andmetöötluse tulemused on konkreetse sektsiooni pildi rekonstrueerimisel olulisemad.

Sellest tuleneb huvitav nähtus. Patsiendi doos (mGy-des) on defineeritud kui mAs pöörde kohta jagatud spiraali sammuga ning doos pildi kohta on võrdne mAs pöörde kohta, arvestamata spiraali sammu. Kui näiteks seaded on 150 mAs pöörde kohta spiraali sammuga 1,5, siis on patsiendi doos 100 mAs ja doos pildi kohta on 150 mAs. Seega saab spiraaltehnoloogia abil parandada kontrasti eraldusvõimet, valides kõrge mAs väärtuse. See võimaldab suurendada pildi kontrastsust ja koe eraldusvõimet (pildi selgust) viilu paksuse vähendamise teel ning valida sammu ja spiraali intervalli pikkuse nii, et patsiendi doos väheneks! Seega saab suure hulga viile ilma doosi või röntgenitoru koormust suurendamata.

See tehnoloogia on eriti oluline saadud andmete teisendamisel kahemõõtmelisteks (sagitaalseteks, kõverjoonelisteks, koronaalseteks) või kolmemõõtmelisteks rekonstruktsioonideks.

Detektorite mõõtmisandmed edastatakse profiil profiili haaval detektori elektroonikale elektriliste signaalidena, mis vastavad röntgenkiirte tegelikule sumbumisele. Elektrilised signaalid digitaliseeritakse ja saadetakse seejärel videoprotsessorile. Kujutise rekonstrueerimise selles etapis kasutatakse "pipeline" meetodit, mis koosneb eeltöötlusest, filtreerimisest ja pöördprojekteerimisest.

Eeltöötlus hõlmab kõiki korrektsioone, mis tehakse saadud andmete ettevalmistamiseks kujutise rekonstrueerimiseks. Näiteks tumevoolu korrektsioon, väljundsignaali korrektsioon, kalibreerimine, jälje korrektsioon, kiirguskindlus jne. Neid korrektsioone tehakse toru ja detektorite töös esinevate kõikumiste vähendamiseks.

Filtreerimine kasutab negatiivseid väärtusi, et korrigeerida pöördprojekteerimisega kaasnevat pildi hägusust. Kui näiteks silindrilist veefantoomi skaneeritakse ja rekonstrueeritakse ilma filtreerimiseta, on selle servad äärmiselt udused. Mis juhtub, kui pildi rekonstrueerimiseks asetatakse kaheksa sumbumisprofiili üksteise peale? Kuna silindri mingit osa mõõdetakse kahe üksteise peale asetatud profiiliga, saadakse tegeliku silindri asemel tähekujuline pilt. Negatiivsete väärtuste lisamisega sumbumisprofiilide positiivsest komponendist kaugemale muutuvad selle silindri servad teravaks.

Pöördprojekteerimine jaotab keerutatud skaneerimisandmed ümber kahemõõtmeliseks pildimaatriksiks, kuvades rikutud lõike. Seda tehakse profiil profiili haaval, kuni pildi rekonstrueerimise protsess on lõppenud. Pildimaatriksit võib pidada ruudukujuliseks, kuid see koosneb 512 x 512 või 1024 x 1024 elemendist, mida tavaliselt nimetatakse piksliteks. Pöördprojekteerimise tulemusel on igal pikslil täpne tihedus, mis monitori ekraanil kuvatakse halli erinevate varjunditena, heledast tumedani. Mida heledam on ekraani ala, seda suurem on pikslis oleva koe tihedus (nt luustruktuurid).

[ 18 ], [ 19 ]

Pinge mõju (kV)

Kui uuritaval anatoomilisel piirkonnal on kõrge neeldumisvõime (nt pea, õlavöötme, rindkere- või nimmelülide, vaagna või lihtsalt rasvunud patsiendi kompuutertomograafia), on soovitatav kasutada kõrgemat pinget või alternatiivina kõrgemaid mA väärtusi. Röntgenitoru kõrge pinge valimine suurendab röntgenkiirguse kõvadust. Seega tungivad röntgenikiirgused palju kergemini suure neeldumisvõimega anatoomilisse piirkonda. Selle protsessi positiivne külg on see, et patsiendi kudedes neelduvad kiirguse madala energiaga komponendid vähenevad, ilma et see mõjutaks pildi saamist. Laste uuringutel ja KB-booluse jälgimisel võib olla soovitatav kasutada madalamat pinget kui standardsätetes.

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

Toru vool (mAs)

Milliampersekundites (mAs) mõõdetav voolutugevus mõjutab ka patsiendi saadavat kiirgusdoosi. Suur patsient vajab hea pildi saamiseks torus suuremat voolutugevust. Seega saab ülekaalulisem patsient suurema kiirgusdoosi kui näiteks oluliselt väiksema kehaehitusega laps.

Piirkonnad, mille luustruktuurid neelavad ja hajutavad kiirgust rohkem, näiteks õlavöötme ja vaagna piirkond, vajavad suuremat toruvoolu kui näiteks kael, kõhna inimese kõht või jalad. Seda sõltuvust kasutatakse aktiivselt kiirguskaitses.

Skannimise aeg

Valida tuleks võimalikult lühike skaneerimisaeg, eriti kõhu ja rindkere piirkonnas, kus südame kokkutõmbed ja soole peristaltika võivad pildikvaliteeti halvendada. KT-pildikvaliteedi paraneb ka tahtmatute patsiendi liigutuste tõenäosuse vähendamise kaudu. Teisest küljest võib piisavate andmete kogumiseks ja ruumilise eraldusvõime maksimeerimiseks olla vajalik pikem skaneerimisaeg. Mõnikord kasutatakse pikema skaneerimisaja ja vähendatud voolutugevuse valimist teadlikult röntgenitoru eluea pikendamiseks.

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

3D-rekonstruktsioon

Kuna spiraaltomograafia kogub andmeid kogu patsiendi kehapiirkonna kohta, on luumurdude ja veresoonte visualiseerimine märkimisväärselt paranenud. Kasutatakse mitmeid erinevaid 3D-rekonstruktsiooni tehnikaid:

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

Maksimaalse intensiivsusega projektsioon (MIP)

MIP on matemaatiline meetod, mille abil ekstraheeritakse 2D- või 3D-andmestikust hüperintensiivsed vokselid. Vokslid valitakse erinevate nurkade alt saadud andmestikust ja seejärel projitseeritakse 2D-piltidena. 3D-efekt saadakse projektsiooninurga väikeste sammudega muutmise ja seejärel rekonstrueeritud pildi kiirelt üksteise järel visualiseerimise teel (st dünaamilises vaaterežiimis). Seda meetodit kasutatakse sageli kontrastsusega veresoonte pildistamisel.

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

Mitmetasandiline rekonstruktsioon (MPR)

See tehnika võimaldab rekonstrueerida kujutisi mis tahes projektsioonis, olgu see siis koronaalne, sagitaalne või kõverjooneline. MPR on väärtuslik tööriist luumurdude diagnostikas ja ortopeedias. Näiteks ei anna traditsioonilised aksiaalsed viilud alati luumurdude kohta täielikku teavet. Väga õhukest luumurdu ilma fragmentide nihkumise ja kortikaalse plaadi kahjustusteta saab MPR-i abil tõhusamalt tuvastada.

[ 41 ], [ 42 ]

Varjutatud pinnaga ekraan, SSD

See meetod rekonstrueerib Hounsfieldi ühikutes antud lävendi kohal määratletud elundi või luu pinna. Kujutise nurga valik ja hüpoteetilise valgusallika asukoht on optimaalse rekonstruktsiooni saamise võtmeks (arvuti arvutab välja ja eemaldab pildilt varjualad). Luu pinnal on selgelt näha MPR-i abil demonstreeritud distaalse raadiuse murd.

3D SSD-d kasutatakse ka kirurgilisel planeerimisel, näiteks traumaatilise selgroomurru korral. Kujutise nurga muutmisega on lihtne tuvastada rindkere lülisamba kompressioonmurdu ja hinnata lülidevahelise ava seisundit. Viimast saab uurida mitmes erinevas projektsioonis. Sagitaalne MPR näitab luufragmenti, mis on nihkunud selgrookanalisse.

KT-skaneeringute lugemise põhireeglid

• Anatoomiline orientatsioon

Monitoril olev pilt ei ole lihtsalt anatoomiliste struktuuride kahemõõtmeline esitus, vaid sisaldab andmeid röntgenikiirte keskmise koe neeldumise kohta, mida esindab 512 x 512 elemendist (pikslist) koosnev maatriks. Viilul on teatud paksus (dS ₎ ja see on sama suurusega risttahukakujuliste elementide (vokselite) summa, mis on ühendatud maatriksiks. See tehniline omadus on allpool selgitatud osalise mahu efekti aluseks. Saadud pilte vaadatakse tavaliselt altpoolt (kaudaalsest küljest). Seetõttu on patsiendi parem külg pildil vasakul ja vastupidi. Näiteks maks, mis asub kõhuõõne paremas pooles, on kujutatud pildi vasakul küljel. Ja vasakul asuvad organid, näiteks magu ja põrn, on nähtavad paremal pildil. Keha eesmine pind, antud juhul kõhu eesmine sein, on määratletud pildi ülemises osas ja tagumine pind koos selgrooga on allosas. Sama pildi moodustamise põhimõtet kasutatakse ka tavapärases radiograafias.

• Osalise helitugevuse efektid

Radioloog määrab viilu paksuse (dS ₎. Rindkere- ja kõhuõõne uurimiseks valitakse tavaliselt 8–10 mm ning kolju, selgroo, silmakoobaste ja oimusluu püramiidide uurimiseks 2–5 mm. Seega võivad struktuurid hõivata kogu viilu paksuse või ainult osa sellest. Vokseli värvumise intensiivsus hallskaalal sõltub kõigi selle komponentide keskmisest sumbumiskoefitsiendist. Kui struktuuril on kogu viilu paksuse ulatuses sama kuju, on see selgelt välja joonistunud, nagu kõhuaordi ja alumise õõnesveeni puhul.

Osalise mahu efekt tekib siis, kui struktuur ei kata kogu viilu paksust. Näiteks kui viil hõlmab ainult osa selgroolüli kehast ja osa kettast, on nende kontuurid ebaselged. Sama täheldatakse ka siis, kui elund viilu sees aheneb. See on neerupooluste, sapipõie ja kusepõie kontuuride halva selguse põhjuseks.

• Nodulaarsete ja torukujuliste struktuuride erinevus

Oluline on osata eristada suurenenud ja patoloogiliselt muutunud lümfisõlmi ristlõikes sisalduvatest veresoontest ja lihastest. Seda võib olla väga raske teha ainult ühest lõigust, kuna neil struktuuridel on sama tihedus (ja sama halli varjund). Seetõttu on alati vaja analüüsida ka kraniaalselt ja kaudaalselt paiknevaid külgnevaid lõike. Määrates, mitmes lõigus on antud struktuur nähtav, on võimalik lahendada dilemma, kas näeme suurenenud sõlme või enam-vähem pikka torukujulist struktuuri: lümfisõlm määratakse ainult ühes või kahes lõigus ja külgnevates lõikudes seda ei visualiseerita. Aort, alumine õõnesveen ja lihased, näiteks niude-nimmelihas, on nähtavad kogu kraniokaudaalse pildiseeria ulatuses.

Kui ühel lõigul on kahtlus suurenenud sõlmelise moodustise suhtes, peaks arst viivitamatult võrdlema külgnevaid lõike, et selgelt kindlaks teha, kas see "moodustis" on lihtsalt anum või lihas ristlõikes. See taktika on hea ka seetõttu, et see võimaldab kiiresti kindlaks teha eramahu efekti.

• Densitomeetria (koe tiheduse mõõtmine)

Kui näiteks pole teada, kas pleuraõõnes leiduv vedelik on efusioon või veri, hõlbustab selle tiheduse mõõtmine diferentsiaaldiagnoosi. Samamoodi saab densitomeetriat kasutada maksa- või neeruparenhüümi fokaalsete kahjustuste korral. Siiski ei ole soovitatav teha järeldusi ühe vokseli hindamise põhjal, kuna sellised mõõtmised ei ole väga usaldusväärsed. Suurema usaldusväärsuse saavutamiseks on vaja laiendada fokaalse kahjustuse, mis tahes struktuuri või vedeliku mahu mitmest vokselist koosnevat "huvipiirkonda". Arvuti arvutab keskmise tiheduse ja standardhälbe.

Eriti ettevaatlik tuleks olla, et mitte jätta märkamata kõvenemise artefakte ega osalise mahu efekte. Kui kahjustus ei ulatu üle kogu viilu paksuse, hõlmab tiheduse mõõtmine külgnevaid struktuure. Kahjustuse tihedust mõõdetakse õigesti ainult siis, kui see täidab kogu viilu paksuse (dS ₎. Sellisel juhul on tõenäolisem, et mõõtmine hõlmab kahjustust ennast, mitte külgnevaid struktuure. Kui dS on suurem kui kahjustuse läbimõõt, näiteks väikese kahjustuse puhul, põhjustab see osalise mahu efekti mis tahes skaneerimistasandil.

• Erinevat tüüpi kangaste tihedusastmed

Kaasaegsed seadmed suudavad katta 4096 halltooni, mis esindavad erinevaid tihedustasemeid Hounsfieldi ühikutes (HU). Vee tiheduseks võeti suvaliselt 0 HU ja õhu tiheduseks -1000 HU. Monitoriekraan suudab kuvada maksimaalselt 256 halli varjundit. Inimsilm suudab aga eristada ainult umbes 20. Kuna inimese kudede tiheduse spekter ulatub neist üsna kitsastest piiridest laiemaks, on võimalik pildiakent valida ja reguleerida nii, et nähtavad oleksid ainult soovitud tihedusvahemikuga koed.

Akna keskmine tihedustase tuleks seada võimalikult lähedale uuritavate kudede tihedustasemele. Kopsu on selle suurenenud õhulisuse tõttu kõige parem uurida madala HU-sätetega aknas, luukoe puhul aga tuleks akna taset oluliselt suurendada. Kujutise kontrastsus sõltub akna laiusest: kitsendatud aken on kontrastsem, kuna 20 halli varjundit katavad vaid väikese osa tihedusskaalast.

Oluline on märkida, et peaaegu kõigi parenhüümsete organite tihedus jääb kitsastesse piiridesse 10–90 HU. Erandiks on kopsud, seega tuleb nagu eespool mainitud, määrata spetsiaalsed aknaparameetrid. Hemorraagiate puhul tuleb arvestada, et hiljuti hüübinud vere tihedus on umbes 30 HU kõrgem kui värskel verel. Seejärel langeb tihedus uuesti vanade hemorraagiate ja trombilüüsi piirkondades. Eksudaati, mille valgusisaldus on üle 30 g/l, ei ole standardsete aknasätetega lihtne eristada transudaadist (valgusisaldus alla 30 g/l). Lisaks tuleb öelda, et suur tiheduse kattuvus näiteks lümfisõlmedes, põrnas, lihastes ja kõhunäärmes muudab koe identiteedi kindlakstegemise ainuüksi tiheduse hindamise põhjal võimatuks.

Kokkuvõtteks tuleb märkida, et normaalsed koetiheduse väärtused on samuti indiviidide lõikes erinevad ning muutuvad nii vereringes kui ka elundis olevate kontrastainete mõjul. Viimane aspekt on eriti oluline urogenitaalsüsteemi uurimisel ja puudutab kontrastainete intravenoosset manustamist. Sellisel juhul hakkab kontrastaine neerude kaudu kiiresti erituma, mis viib neeruparenhüümi tiheduse suurenemiseni skaneerimise ajal. Seda efekti saab kasutada neerufunktsiooni hindamiseks.

• Uuringute dokumenteerimine erinevates akendes

Kui pilt on saadud, on vaja see uuringu dokumenteerimiseks filmile üle kanda (koopia teha). Näiteks rindkere mediastiinumi ja pehmete kudede seisundi hindamisel seatakse aken nii, et lihased ja rasvkude oleksid hallides toonides selgelt nähtavad. Sellisel juhul kasutatakse pehmete kudede akent, mille keskpunkt on 50 HU ja laius 350 HU. Selle tulemusena on koed tihedusega -125 HU (50-350/2) kuni +225 HU (50+350/2) esindatud hallina. Kõik koed tihedusega alla -125 HU, näiteks kops, on mustad. Koed tihedusega üle +225 HU on valged ja nende sisemine struktuur ei ole diferentseerunud.

Kui on vaja uurida kopsu parenhüümi, näiteks kui sõlmelised moodustised on välistatud, tuleks akna keskpunkti vähendada -200 HU-ni ja laiust suurendada (2000 HU). Selle akna (kopsuakna) kasutamisel eristuvad madala tihedusega kopsustruktuurid paremini.

Aju hall- ja valgeaine vahelise maksimaalse kontrasti saavutamiseks tuleks valida spetsiaalne ajuaken. Kuna hall- ja valgeaine tihedus erineb vaid veidi, peaks pehmete kudede aken olema väga kitsas (80–100 HU) ja kontrastne ning selle kese peaks asuma ajukoe tiheduse väärtuste (35 HU) keskel. Selliste sätetega ei ole võimalik uurida koljuluid, kuna kõik struktuurid, mille tihedus on üle 75–85 HU, paistavad valged. Seetõttu peaksid luuakna kese ja laius olema oluliselt kõrgemad – vastavalt umbes +300 HU ja 1500 HU. Kuklaluu metastaasid visualiseeritakse ainult luuakna, mitte ajuakna kasutamisel. Seevastu aju on luuaknas praktiliselt nähtamatu, seega väikesed metastaasid ajuaines ei ole märgatavad. Neid tehnilisi üksikasju tuleks alati meeles pidada, kuna enamasti ei kanta kõigis akendes olevaid pilte filmile. Uuringut teostav arst vaatab ekraanil olevaid pilte kõigis akendes, et mitte jätta märkamata olulisi patoloogia tunnuseid.

[ 43 ], [ 44 ], [ 45 ]