Datortomogrāfija: parastā, spirālveida datortomogrāfija

Datortomogrāfija ir īpašs rentgena izmeklēšanas veids, ko veic, netieši mērot rentgenstaru vājināšanos jeb vājināšanos no dažādām pozīcijām ap izmeklējamo pacientu. Būtībā viss, ko mēs zinām, ir:

• kas atstāj rentgena lampu,
• kas sasniedz detektoru un
• Kāda ir rentgena lampas un detektora atrašanās vieta katrā pozīcijā?

Viss pārējais izriet no šīs informācijas. Lielākā daļa datortomogrāfijas sekciju ir orientētas vertikāli attiecībā pret ķermeņa asi. Tos parasti sauc par aksiāliem vai šķērsgriezumiem. Katram sekcijai rentgena lampa rotē ap pacientu, sekcijas biezums tiek izvēlēts iepriekš. Lielākā daļa datortomogrāfijas skeneru darbojas pēc pastāvīgas rotācijas principa ar staru vēdekļveida diverģenci. Šajā gadījumā rentgena lampa un detektors ir stingri savienoti, un to rotācijas kustības ap skenējamo zonu notiek vienlaikus ar rentgenstaru izstarošanu un uztveršanu. Tādējādi rentgenstari, izejot cauri pacientam, sasniedz detektorus, kas atrodas pretējā pusē. Vēdekļveida diverģence notiek diapazonā no 40° līdz 60° atkarībā no ierīces konstrukcijas, un to nosaka leņķis, kas sākas no rentgena lampas fokusa punkta un paplašinās sektora formā līdz detektoru rindas ārējām robežām. Parasti attēls veidojas ar katru 360° rotāciju, iegūtie dati tam ir pietiekami. Skenēšanas laikā daudzos punktos tiek mērīti vājināšanās koeficienti, veidojot vājināšanās profilu. Patiesībā vājināšanās profili ir nekas vairāk kā signālu kopums, kas saņemts no visiem detektoru kanāliem no noteikta caurules-detektoru sistēmas leņķa. Mūsdienu datortomogrāfijas skeneri spēj pārraidīt un apkopot datus no aptuveni 1400 detektoru-cauruļu sistēmas pozīcijām 360° aplī jeb aptuveni 4 pozīcijās uz grādu. Katrs vājināšanās profils ietver mērījumus no 1500 detektoru kanāliem, t.i., aptuveni 30 kanāliem uz grādu, pieņemot, ka staru kūļa novirzes leņķis ir 50°. Izmeklējuma sākumā, pacienta galdam ar nemainīgu ātrumu pārvietojoties portāla virzienā, tiek iegūts digitāls rentgenogramma ("skanogramma" vai "topogramma"), uz kuras vēlāk var plānot nepieciešamos griezumus. Mugurkaula vai galvas datortomogrāfijas izmeklējumam portāls tiek pagriezts vēlamajā leņķī, tādējādi panākot optimālu griezumu orientāciju.

Datortomogrāfija izmanto sarežģītus rādījumus no rentgena sensora, kas rotē ap pacientu, lai radītu lielu skaitu dažādu dziļumam specifisku attēlu (tomogrammu), kas tiek digitalizēti un pārveidoti šķērsgriezuma attēlos. DT sniedz 2 un 3 dimensiju informāciju, kas nav iespējama ar vienkāršiem rentgena stariem un ar daudz augstāku kontrasta izšķirtspēju. Tā rezultātā DT ir kļuvusi par jaunu standartu lielākās daļas intrakraniālo, galvas un kakla, intratorakālo un intraabdominālo struktūru attēlveidošanai.

Agrīnie datortomogrāfijas skeneri izmantoja tikai vienu rentgena sensoru, un pacients pārvietojās caur skeneri pakāpeniski, apstājoties katram attēlam. Šo metodi lielā mērā ir aizstājusi spirālveida datortomogrāfija: pacients nepārtraukti pārvietojas caur skeneri, kas nepārtraukti rotē un uzņem attēlus. Spirālveida datortomogrāfija ievērojami samazina attēlveidošanas laiku un samazina plāksnes biezumu. Skeneru izmantošana ar vairākiem sensoriem (4–64 rentgena sensoru rindas) vēl vairāk samazina attēlveidošanas laiku un ļauj iegūt plāksnes biezumu, kas mazāks par 1 mm.

Ar tik lielu datu apjomu, kas tiek attēlots, attēlus var rekonstruēt gandrīz no jebkura leņķa (kā tas tiek darīts MRI), un tos var izmantot, lai konstruētu trīsdimensiju attēlus, vienlaikus saglabājot diagnostiskās attēlveidošanas risinājumu. Klīniskie pielietojumi ietver datortomogrāfijas angiogrāfiju (piemēram, lai novērtētu plaušu emboliju) un sirds attēlveidošanu (piemēram, koronāro angiogrāfiju, lai novērtētu koronāro artēriju sacietēšanu). Elektronstaru datortomogrāfija, kas ir vēl viens ātrās datortomogrāfijas veids, var tikt izmantota arī koronāro artēriju sacietēšanas novērtēšanai.

Datortomogrāfijas skenēšanu var iegūt ar kontrastvielu vai bez tās. Datortomogrāfija bez kontrastvielas var atklāt akūtu asiņošanu (kas izskatās spilgti balta) un raksturot kaulu lūzumus. Datortomogrāfija ar kontrastvielu izmanto intravenozu vai perorālu kontrastvielu, vai abus. Intravenozā kontrastviela, līdzīga tai, ko izmanto parastajos rentgenuzņēmumos, tiek izmantota audzēju, infekciju, iekaisuma un mīksto audu bojājumu attēlošanai, kā arī asinsvadu sistēmas novērtēšanai, piemēram, aizdomas par plaušu emboliju, aortas aneirismu vai aortas disekciju gadījumos. Kontrastvielas izdalīšanās caur nierēm ļauj novērtēt uroģenitālo sistēmu. Informāciju par kontrastvielas reakcijām un to interpretāciju skatiet:

Vēdera dobuma attēlveidošanai izmanto perorālo kontrastvielu; tas palīdz atdalīt zarnu struktūru no apkārtējās struktūras. Standarta perorālo kontrastvielu, bārija jodu, var izmantot, ja ir aizdomas par zarnu perforāciju (piemēram, traumas dēļ); zema osmolārā kontrastviela jāizmanto, ja pastāv augsts aspirācijas risks.

Radiācijas iedarbība ir svarīgs jautājums, izmantojot datortomogrāfiju. Radiācijas deva no ikdienas vēdera dobuma datortomogrāfijas skenēšanas ir 200 līdz 300 reizes lielāka nekā starojuma deva, ko saņem no tipiska krūškurvja rentgena. Datortomogrāfija tagad ir visizplatītākais mākslīgā starojuma avots lielākajai daļai iedzīvotāju un veido vairāk nekā divas trešdaļas no kopējās medicīniskā starojuma iedarbības. Šāda cilvēku iedarbības pakāpe nav triviāla; tiek lēsts, ka bērnu, kuri mūsdienās ir pakļauti datortomogrāfijas starojumam, mūža starojuma iedarbības risks ir daudz lielāks nekā pieaugušajiem. Tāpēc datortomogrāfijas izmeklējuma nepieciešamība ir rūpīgi jāizvērtē, ņemot vērā iespējamo risku katram pacientam individuāli.

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

Daudzslāņu datortomogrāfija

Daudzdetektoru spirālveida datortomogrāfija (daudzslāņu datortomogrāfija)

Daudzrindu detektoru datortomogrāfijas skeneri ir jaunākās paaudzes skeneri. Rentgena lampas pretējā pusē atrodas nevis viena, bet vairākas detektoru rindas. Tas ļauj ievērojami samazināt izmeklēšanas laiku un uzlabot kontrasta izšķirtspēju, kas, piemēram, ļauj skaidrāk vizualizēt kontrastētos asinsvadus. Z ass detektoru rindas rentgena lampas pretējā pusē ir dažāda platuma: ārējā rinda ir platāka nekā iekšējā. Tas nodrošina labākus apstākļus attēla rekonstrukcijai pēc datu vākšanas.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Tradicionālās un spirālveida datortomogrāfijas salīdzinājums

Parastās datortomogrāfijas skenēšanas iegūst virkni secīgu, vienādi izvietotu attēlu caur noteiktu ķermeņa daļu, piemēram, vēderu vai galvu. Pēc katra šķēles ir nepieciešama īsa pauze, lai galdu ar pacientu pārvietotu uz nākamo iepriekš noteikto pozīciju. Biezums un pārklāšanās/starpslāņu atstarpe ir iepriekš noteikta. Katra līmeņa neapstrādātie dati tiek glabāti atsevišķi. Īsa pauze starp šķēlēm ļauj pie samaņas esošam pacientam ieelpot, tādējādi izvairoties no izteiktiem elpošanas artefaktiem attēlā. Tomēr pārbaude var ilgt vairākas minūtes atkarībā no skenēšanas zonas un pacienta lieluma. Ir svarīgi noteikt attēla iegūšanas laiku pēc IV komunikācijas, kas ir īpaši svarīgi perfūzijas efektu novērtēšanai. Datortomogrāfija ir izvēles metode, lai iegūtu pilnīgu ķermeņa 2D aksiālo attēlu bez kaula un/vai gaisa traucējumiem, kā redzams parastajās rentgenogrammās.

Spirālveida datortomogrāfijā ar vienas rindas un vairāku rindu detektoru izkārtojumu (MSCT) pacienta izmeklēšanas datu iegūšana notiek nepārtraukti galda virzīšanas laikā portālā. Rentgena caurule veido spirālveida trajektoriju ap pacientu. Galda virzīšana tiek saskaņota ar laiku, kas nepieciešams, lai caurule pagrieztos par 360° (spirālveida solis) – datu iegūšana turpinās nepārtraukti pilnībā. Šāda moderna tehnika ievērojami uzlabo tomogrāfiju, jo elpošanas artefakti un troksnis neietekmē atsevišķo datu kopu tik būtiski kā tradicionālajā datortomogrāfijā. Viena neapstrādāta datubāze tiek izmantota, lai rekonstruētu dažāda biezuma un dažādu intervālu šķēļus. Daļēja griezumu pārklāšanās uzlabo rekonstrukcijas iespējas.

Datu vākšana pilnai vēdera dobuma skenēšanai aizņem 1 līdz 2 minūtes: 2 vai 3 spirāles, katra ilgst 10 līdz 20 sekundes. Laika ierobežojums ir saistīts ar pacienta spēju aizturēt elpu un nepieciešamību atdzesēt rentgena lampu. Attēla rekonstrukcijai nepieciešams papildu laiks. Novērtējot nieru darbību, pēc kontrastvielas ievadīšanas ir nepieciešama īsa pauze, lai kontrastviela varētu izvadīties.

Vēl viena svarīga spirālveida metodes priekšrocība ir spēja atklāt patoloģiskus veidojumus, kas ir mazāki par šķēles biezumu. Mazas aknu metastāzes var nepamanīt, ja tās neiekrīt šķēlē pacienta nevienmērīgā elpošanas dziļuma dēļ skenēšanas laikā. Metastāzes ir viegli atklāt no spirālveida metodes neapstrādātiem datiem, rekonstruējot šķēles, kas iegūtas ar pārklājošiem griezumiem.

[ 8 ]

Telpiskā izšķirtspēja

Attēlu rekonstrukcija balstās uz atsevišķu struktūru kontrasta atšķirībām. Pamatojoties uz to, tiek izveidota vizualizācijas laukuma attēla matrica, kuras izmērs ir 512 x 512 vai vairāk attēla elementu (pikseļu). Pikseļi monitora ekrānā parādās kā dažādu pelēko toņu apgabali atkarībā no to vājināšanās koeficienta. Patiesībā tie pat nav kvadrāti, bet gan kubi (vokseļi = tilpuma elementi), kuru garums gar ķermeņa asi atbilst šķēles biezumam.

Attēla kvalitāte uzlabojas ar mazākiem vokseļiem, taču tas attiecas tikai uz telpisko izšķirtspēju; tālāka šķēles retināšana samazina signāla un trokšņa attiecību. Vēl viens plāno šķēļu trūkums ir palielināta starojuma deva pacientam. Tomēr mazi vokseļi ar vienādiem izmēriem visās trīs dimensijās (izotropiskais voksels) piedāvā ievērojamas priekšrocības: daudzplakņu rekonstrukcija (MPR) koronālā, sagitālā vai citās projekcijās tiek attēlota attēlā bez pakāpienveida kontūras. Nevienādu izmēru vokseļu (anizotropisko vokseļu) izmantošana MPR rada robainības izskatu rekonstruētajā attēlā. Piemēram, var būt grūti izslēgt lūzumu.

[ 9 ], [ 10 ]

Spirālveida solis

Spirāles solis raksturo galda kustības pakāpi milimetros uz apgriezienu un griezuma biezumu. Lēna galda kustība veido saspiestu spirāli. Galda kustības paātrināšana, nemainot griezuma biezumu vai rotācijas ātrumu, rada atstarpi starp griezumiem uz iegūtās spirāles.

Visbiežāk spirālveida soli saprot kā galda kustības (padeves) attiecību portāla rotācijas laikā, izteiktu mm, pret kolimāciju, kas arī izteikta mm.

Tā kā skaitītāja un saucēja izmēri (mm) ir līdzsvaroti, spirāles solis ir bezdimensiju lielums. MSCT gadījumā tā sauktais tilpuma spirāles solis parasti tiek uzskatīts par galda padeves attiecību pret vienu šķēli, nevis pret kopējo šķēļu skaitu pa Z asi. Iepriekš minētajā piemērā tilpuma spirāles solis ir 16 (24 mm / 1,5 mm). Tomēr pastāv tendence atgriezties pie pirmās spirāles soļa definīcijas.

Jaunie skeneri piedāvā iespēju izvēlēties pētījuma zonas kraniokaudālu (Z ass) pagarinājumu topogrammā. Tāpat pēc nepieciešamības tiek pielāgots mēģenes rotācijas laiks, šķēles kolimācija (plāns vai biezs šķēle) un pētījuma laiks (elpas aiztures intervāls). Programmatūra, piemēram, SureView, aprēķina atbilstošo spirāles slīpumu, parasti iestatot vērtību no 0,5 līdz 2,0.

[ 11 ], [ 12 ]

Šķēles kolimācija: izšķirtspēja pa Z asi

Attēla izšķirtspēju (pa Z asi vai pacienta ķermeņa asi) var pielāgot arī konkrētajam diagnostikas uzdevumam, izmantojot kolimāciju. 5 līdz 8 mm biezas šķēles pilnībā atbilst standarta vēdera dobuma izmeklēšanai. Tomēr mazu kaulu lūzumu fragmentu precīzai lokalizācijai vai smalku plaušu izmaiņu novērtēšanai ir nepieciešams izmantot plānas šķēles (0,5 līdz 2 mm). Kas nosaka šķēles biezumu?

Termins "kolimācija" tiek definēts kā plānas vai biezas šķēles iegūšana pa pacienta ķermeņa garenisko asi (Z asi). Ārsts var ierobežot rentgena lampas starojuma kūļa vēdekļveida novirzi ar kolimatoru. Kolimatora atveres izmērs regulē staru pāreju, kas platā vai šaurā strūklā trāpa detektoriem aiz pacienta. Starojuma kūļa sašaurināšana uzlabo telpisko izšķirtspēju pa pacienta Z asi. Kolimators var atrasties ne tikai tieši pie lampas izejas, bet arī tieši detektoru priekšā, t.i., "aiz" pacienta, skatoties no rentgena starojuma avota puses.

Kolimatora apertūras atkarīga sistēma ar vienu detektoru rindu aiz pacienta (viena šķēle) var iegūt 10 mm, 8 mm, 5 mm vai pat 1 mm biezus šķēles. Datortomogrāfijas skenēšanu ar ļoti plānām šķēlēm sauc par "augstas izšķirtspējas datortomogrāfiju" (HRCT). Ja šķēles biezums ir mazāks par milimetru, to sauc par "ultraaugstas izšķirtspējas datortomogrāfiju" (UHRCT). UHRCT, ko izmanto, lai pārbaudītu cieto kaulu ar aptuveni 0,5 mm biezām šķēlēm, atklāj smalkas lūzuma līnijas, kas iet caur galvaskausa pamatni vai dzirdes kauliem bungādiņas dobumā. Aknām metastāžu noteikšanai izmanto augstu kontrasta izšķirtspēju, kam nepieciešami nedaudz biezāki šķēles.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Detektoru izvietošanas shēmas

Turpmāka vienas šķēles spirāles tehnoloģijas attīstība noveda pie daudzšķēles (multispirāles) metožu ieviešanas, kurās tiek izmantota nevis viena, bet vairākas detektoru rindas, kas novietotas perpendikulāri Z asij pretī rentgenstaru avotam. Tas ļauj vienlaikus apkopot datus no vairākām sekcijām.

Ventilatora formas starojuma diverģences dēļ detektoru rindām jābūt ar atšķirīgu platumu. Detektoru izvietojuma shēma ir tāda, ka detektoru platums palielinās no centra uz malu, kas ļauj iegūt dažādas biezuma un šķēļu skaita kombinācijas.

Piemēram, 16 šķēļu pētījumu var veikt ar 16 plānām augstas izšķirtspējas šķēlēm (Siemens Sensation 16 gadījumā šī ir 16 x 0,75 mm tehnika) vai ar 16 divreiz biezākām sekcijām. Iliofemorālās datortomogrāfijas angiogrāfijai vēlams iegūt tilpuma šķēli vienā ciklā pa Z asi. Šajā gadījumā kolimācijas platums ir 16 x 1,5 mm.

Datortomogrāfijas skeneru attīstība neaprobežojās tikai ar 16 šķēlēm. Datu vākšanu var paātrināt, izmantojot skenerus ar 32 un 64 detektoru rindām. Tomēr tendence uz plānākiem šķēlēm rada lielākas starojuma devas pacientam, kas prasa papildu un jau esošos pasākumus starojuma iedarbības samazināšanai.

Izmeklējot aknas un aizkuņģa dziedzeri, daudzi speciālisti dod priekšroku šķēles biezuma samazināšanai no 10 līdz 3 mm, lai uzlabotu attēla asumu. Tomēr tas palielina trokšņa līmeni par aptuveni 80%. Tāpēc, lai saglabātu attēla kvalitāti, ir nepieciešams vai nu papildus palielināt strāvas stiprumu uz zondes, t.i., palielināt strāvas stiprumu (mA) par 80%, vai arī palielināt skenēšanas laiku (mAs reizinājums palielinās).

[ 16 ], [ 17 ]

Attēla rekonstrukcijas algoritms

Spirālveida datortomogrāfijai ir papildu priekšrocība: attēla rekonstrukcijas procesā lielākā daļa datu faktiski netiek mērīti konkrētā šķēlē. Tā vietā mērījumi ārpus šī šķēles tiek interpolēti ar lielāko daļu vērtību šķēles tuvumā un kļūst par šķēlei specifiskiem datiem. Citiem vārdiem sakot: datu apstrādes rezultāti šķēles tuvumā ir svarīgāki konkrētas daļas attēla rekonstrukcijai.

No tā izriet interesanta parādība. Pacienta deva (mGy) tiek definēta kā mAs uz apgriezienu, dalīts ar spirāles soli, un deva uz attēlu ir vienāda ar mAs uz apgriezienu, neņemot vērā spirāles soli. Ja, piemēram, iestatījumi ir 150 mAs uz apgriezienu ar spirāles soli 1,5, tad pacienta deva ir 100 mAs, un deva uz attēlu ir 150 mAs. Tādēļ spirālveida tehnoloģijas izmantošana var uzlabot kontrasta izšķirtspēju, izvēloties augstu mAs vērtību. Tas ļauj palielināt attēla kontrastu, audu izšķirtspēju (attēla skaidrību), samazinot šķēles biezumu, un izvēlēties slīpuma un spirāles intervāla garumu tā, lai pacienta deva tiktu samazināta! Tādējādi var iegūt lielu skaitu šķēļu, nepalielinot devu vai slodzi uz rentgena lampu.

Šī tehnoloģija ir īpaši svarīga, konvertējot iegūtos datus divdimensiju (sagitālās, līknes, koronālās) vai trīsdimensiju rekonstrukcijās.

Mērījumu dati no detektoriem tiek nodoti detektora elektronikai profils pa profilam kā elektriskie signāli, kas atbilst faktiskajam rentgenstaru vājinājumam. Elektriskie signāli tiek digitalizēti un pēc tam nosūtīti uz video procesoru. Šajā attēla rekonstrukcijas posmā tiek izmantota "cauruļvada" metode, kas sastāv no pirmapstrādes, filtrēšanas un reversās inženierijas.

Priekšapstrāde ietver visas korekcijas, kas tiek veiktas, lai sagatavotu iegūtos datus attēla rekonstrukcijai. Piemēram, tumšās strāvas korekcija, izejas signāla korekcija, kalibrēšana, trajektorijas korekcija, starojuma izturības palielināšana utt. Šīs korekcijas tiek veiktas, lai samazinātu variācijas lampas un detektoru darbībā.

Filtrēšana izmanto negatīvas vērtības, lai koriģētu attēla izplūšanu, kas raksturīga reversajai inženierijai. Piemēram, ja cilindrisks ūdens fantoms tiek skenēts un rekonstruēts bez filtrēšanas, tā malas būs ārkārtīgi izplūdušas. Kas notiek, ja attēla rekonstrukcijai tiek uzlikti astoņi vājināšanās profili? Tā kā daļa no cilindra tiek mērīta ar diviem uzliktiem profiliem, reāla cilindra vietā tiek iegūts zvaigznes formas attēls. Ieviešot negatīvas vērtības ārpus vājināšanās profilu pozitīvās komponentes, šī cilindra malas kļūst asas.

Reversā inženierija pārdala saliektos skenēšanas datus divdimensiju attēla matricā, attēlojot bojātos šķēles. Tas tiek darīts pa profilam, līdz attēla rekonstrukcijas process ir pabeigts. Attēla matricu var uzskatīt par šaha galdiņu, bet tā sastāv no 512 x 512 vai 1024 x 1024 elementiem, ko parasti sauc par "pikseļiem". Reversās inženierijas rezultātā katram pikselim ir precīzs blīvums, kas monitora ekrānā parādās kā dažādi pelēkās krāsas toņi, no gaišas līdz tumšai. Jo gaišāka ir ekrāna daļa, jo lielāks ir audu blīvums pikselī (piemēram, kaulu struktūras).

[ 18 ], [ 19 ]

Sprieguma ietekme (kV)

Ja izmeklējamajam anatomiskajam apgabalam ir augsta absorbcijas spēja (piemēram, galvas, plecu joslas, krūšu kurvja vai jostas daļas, iegurņa datortomogrāfija vai vienkārši aptaukošanās gadījumā), ieteicams izmantot augstāku spriegumu vai augstākas mA vērtības. Izvēloties rentgena lampai augstu spriegumu, jūs palielināt rentgena starojuma cietību. Attiecīgi rentgenstari daudz vieglāk iekļūst anatomiskajā apgabalā ar augstu absorbcijas spēju. Šī procesa pozitīvā puse ir tā, ka zemas enerģijas starojuma komponenti, ko absorbē pacienta audi, tiek samazināti, neietekmējot attēla iegūšanu. Bērnu izmeklējumiem un KB bolusa izsekošanai var būt ieteicams izmantot zemāku spriegumu nekā standarta iestatījumos.

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

Caurules strāva (mAs)

Strāva, ko mēra miliamperu sekundēs (mAs), ietekmē arī pacienta saņemto starojuma devu. Lielam pacientam ir nepieciešama lielāka strāva caurulē, lai iegūtu labu attēlu. Tādējādi pacients ar lielāku aptaukošanos saņem lielāku starojuma devu nekā, piemēram, bērns ar ievērojami mazāku ķermeņa izmēru.

Vietām ar kaulu struktūrām, kas vairāk absorbē un izkliedē starojumu, piemēram, plecu joslai un iegurnim, ir nepieciešama lielāka caurules strāva nekā, piemēram, kaklam, tieva cilvēka vēderam vai kājām. Šī atkarība tiek aktīvi izmantota starojuma aizsardzībā.

Skenēšanas laiks

Jāizvēlas pēc iespējas īsāks skenēšanas laiks, īpaši vēdera un krūšu kurvja rajonā, kur sirdsdarbības kontrakcijas un zarnu peristaltika var pasliktināt attēla kvalitāti. Datortomogrāfijas attēlveidošanas kvalitāte tiek uzlabota arī, samazinot pacienta piespiedu kustību iespējamību. No otras puses, lai savāktu pietiekami daudz datu un maksimāli palielinātu telpisko izšķirtspēju, var būt nepieciešams ilgāks skenēšanas laiks. Dažreiz ilgāks skenēšanas laiks ar samazinātu strāvu tiek apzināti izvēlēts, lai pagarinātu rentgena lampas kalpošanas laiku.

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

3D rekonstrukcija

Tā kā spirālveida tomogrāfija apkopo datus par visu pacienta ķermeņa reģionu, lūzumu un asinsvadu vizualizācija ir ievērojami uzlabojusies. Tiek izmantotas vairākas dažādas 3D rekonstrukcijas metodes:

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

Maksimālās intensitātes projekcija (MIP)

MIP ir matemātiska metode, ar kuru no 2D vai 3D datu kopas tiek iegūti hiperintensīvi vokseļi. Vokseļus atlasa no datu kopas, kas iegūta dažādos leņķos, un pēc tam projicē kā 2D attēlus. 3D efektu iegūst, mainot projekcijas leņķi ar nelieliem soļiem un pēc tam vizualizējot rekonstruēto attēlu ātri pēc kārtas (t. i., dinamiskā skata režīmā). Šo metodi bieži izmanto kontrasta pastiprinātā asinsvadu attēlveidošanā.

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

Daudzplakņu rekonstrukcija (MPR)

Šī metode ļauj rekonstruēt attēlus jebkurā projekcijā – koronālā, sagitālā vai līknes projekcijā. MPR ir vērtīgs instruments lūzumu diagnostikā un ortopēdijā. Piemēram, tradicionālie aksiālie griezumi ne vienmēr sniedz pilnīgu informāciju par lūzumiem. Ļoti plānu lūzumu bez fragmentu nobīdes un kortikālās plāksnes bojājumiem var efektīvāk noteikt, izmantojot MPR.

[ 41 ], [ 42 ]

Virsmas ēnots displejs, SSD

Šī metode rekonstruē orgāna vai kaula virsmu, kas definēta virs noteikta sliekšņa Haunsfīlda vienībās. Attēlveidošanas leņķa izvēle, kā arī hipotētiskā gaismas avota atrašanās vieta ir ļoti svarīga, lai iegūtu optimālu rekonstrukciju (dators aprēķina un noņem no attēla ēnu zonas). Kaula virsma skaidri parāda distālā rādiusa lūzumu, ko parāda MPR.

3D SSD tiek izmantots arī ķirurģiskajā plānošanā, piemēram, traumatiska mugurkaula lūzuma gadījumā. Mainot attēla leņķi, ir viegli noteikt krūšu kurvja mugurkaula kompresijas lūzumu un novērtēt starpskriemeļu atveres stāvokli. Pēdējo var pārbaudīt vairākās dažādās projekcijās. Sagitālā MPR parāda kaula fragmentu, kas ir pārvietots mugurkaula kanālā.

CT skenējumu lasīšanas pamatnoteikumi

• Anatomiskā orientācija

Attēls monitorā nav tikai anatomisko struktūru divdimensiju attēlojums, bet gan satur datus par vidējo rentgenstaru absorbciju audos, ko attēlo 512 x 512 elementu (pikseļu) matrica. Šķēlei ir noteikts biezums (dS ₎, un tā ir vienāda izmēra kubveida elementu (vokseļu) summa, kas apvienoti matricā. Šī tehniskā īpašība ir parciālā tilpuma efekta pamatā, kas paskaidrots turpmāk. Iegūtie attēli parasti tiek skatīti no apakšas (no astes puses). Tāpēc attēlā pacienta labā puse ir kreisajā pusē un otrādi. Piemēram, aknas, kas atrodas vēdera dobuma labajā pusē, ir attēlotas attēla kreisajā pusē. Un orgāni, kas atrodas kreisajā pusē, piemēram, kuņģis un liesa, ir redzami attēlā labajā pusē. Ķermeņa priekšējā virsma, šajā gadījumā attēlota ar vēdera priekšējo sienu, ir definēta attēla augšdaļā, bet aizmugurējā virsma ar mugurkaulu - apakšā. Tas pats attēla veidošanas princips tiek izmantots arī parastajā radiogrāfijā.

• Daļēja skaļuma efekti

Radiologs nosaka šķēles biezumu (dS ₎. Krūškurvja un vēdera dobuma izmeklēšanai parasti izvēlas 8–10 mm, bet galvaskausa, mugurkaula, orbītu un deniņu kaulu piramīdu izmeklēšanai — 2–5 mm. Tādēļ struktūras var aizņemt visu šķēles biezumu vai tikai tā daļu. Vokseļu krāsojuma intensitāte pelēkajā skalā ir atkarīga no visu tās komponentu vidējā vājināšanās koeficienta. Ja struktūrai ir vienāda forma visā šķēles biezumā, tā būs skaidri iezīmēta, tāpat kā vēdera aortas un apakšējās dobās vēnas gadījumā.

Daļēja tilpuma efekts rodas, ja struktūra neaizņem visu šķēles biezumu. Piemēram, ja šķēle ietver tikai daļu no skriemeļa ķermeņa un daļu no diska, to kontūras ir neskaidras. Tas pats novērojams, kad orgāns šķēles iekšpusē sašaurinās. Tas ir iemesls nieru polu, žultspūšļa un urīnpūšļa kontūru sliktai skaidrībai.

• Atšķirība starp mezglainām un cauruļveida struktūrām

Ir svarīgi spēt atšķirt palielinātos un patoloģiski izmainītos limfmezglus no šķērsgriezumā iekļautajiem asinsvadiem un muskuļiem. To var būt ļoti grūti izdarīt tikai no viena griezuma, jo šīm struktūrām ir vienāds blīvums (un vienāds pelēkais tonis). Tāpēc vienmēr ir jāanalizē blakus esošie griezumi, kas atrodas kraniālāk un kaudālāk. Norādot, cik griezumos ir redzama konkrētā struktūra, ir iespējams atrisināt dilemmu par to, vai mēs redzam palielinātu mezglu vai vairāk vai mazāk garu cauruļveida struktūru: limfmezgls tiks noteikts tikai vienā vai divos griezumos un netiks vizualizēts blakus esošajos griezumos. Aorta, apakšējā dobā vēna un muskuļi, piemēram, iegurņa-jostasvietas muskuļi, ir redzami visā kraniokaudālo attēlu sērijā.

Ja ir aizdomas par palielinātu mezglainu veidojumu vienā sekcijā, ārstam nekavējoties jāsalīdzina blakus esošās sekcijas, lai skaidri noteiktu, vai šis "veidojums" ir vienkārši trauks vai muskulis šķērsgriezumā. Šī taktika ir laba arī tāpēc, ka tā ļauj ātri noteikt privāta tilpuma efektu.

• Densitometrija (audu blīvuma mērīšana)

Ja, piemēram, nav zināms, vai pleiras dobumā atrastais šķidrums ir izsvīdums vai asinis, tā blīvuma mērīšana atvieglo diferenciāldiagnozi. Līdzīgi densitometriju var izmantot perēkļu bojājumiem aknu vai nieru parenhīmā. Tomēr nav ieteicams izdarīt secinājumus, pamatojoties uz viena vokseļa novērtējumu, jo šādi mērījumi nav īpaši ticami. Lai nodrošinātu lielāku ticamību, ir jāpaplašina "interesējošais reģions", kas sastāv no vairākiem vokseļiem perēkļa bojājumā, jebkurā struktūrā vai šķidruma tilpumā. Dators aprēķina vidējo blīvumu un standartnovirzi.

Īpaša uzmanība jāpievērš tam, lai nepalaistu garām sacietēšanas artefaktus vai daļēja tilpuma efektus. Ja bojājums neizplešas visā slāņa biezumā, blīvuma mērījums ietver blakus esošās struktūras. Bojājuma blīvums tiks pareizi izmērīts tikai tad, ja tas aizpildīs visu slāņa biezumu (dS ₎. Šajā gadījumā ir lielāka iespēja, ka mērījums ietvers pašu bojājumu, nevis blakus esošās struktūras. Ja dS ir lielāks par bojājuma diametru, piemēram, neliels bojājums, tas jebkurā skenēšanas līmenī radīs daļēja tilpuma efektu.

• Dažādu veidu audumu blīvuma līmeņi

Mūsdienu ierīces spēj aptvert 4096 pelēkās skalas toņus, kas attēlo dažādus blīvuma līmeņus Haunsfīlda vienībās (HU). Ūdens blīvums patvaļīgi tika pieņemts kā 0 HU, bet gaisa blīvums kā -1000 HU. Monitora ekrāns var attēlot maksimāli 256 pelēkās krāsas toņus. Tomēr cilvēka acs spēj atšķirt tikai aptuveni 20. Tā kā cilvēka audu blīvuma spektrs sniedzas plašāk par šīm diezgan šaurajām robežām, ir iespējams izvēlēties un pielāgot attēla logu tā, lai būtu redzami tikai vēlamā blīvuma diapazona audi.

Vidējais loga blīvuma līmenis jāiestata pēc iespējas tuvāk pētāmo audu blīvuma līmenim. Plaušas, pateicoties to paaugstinātajam gaisīgumam, vislabāk izmeklē logā ar zemiem HU iestatījumiem, savukārt kaulu audiem loga līmenis ievērojami jāpalielina. Attēla kontrasts ir atkarīgs no loga platuma: sašaurināts logs ir kontrastaināks, jo 20 pelēkās krāsas toņi aptver tikai nelielu daļu no blīvuma skalas.

Ir svarīgi atzīmēt, ka gandrīz visu parenhimatozo orgānu blīvuma līmenis atrodas šaurās robežās no 10 līdz 90 HU. Izņēmums ir plaušas, tāpēc, kā minēts iepriekš, ir jāiestata īpaši loga parametri. Attiecībā uz asiņošanu jāņem vērā, ka nesen sarecējušu asiņu blīvuma līmenis ir aptuveni par 30 HU augstāks nekā svaigām asinīm. Pēc tam blīvums atkal samazinās vecu asiņošanu un trombu līzes vietās. Eksudātu ar olbaltumvielu saturu, kas pārsniedz 30 g/l, nav viegli atšķirt no transudāta (ar olbaltumvielu saturu zem 30 g/l) ar standarta loga iestatījumiem. Turklāt jāatzīmē, ka augstā blīvuma pārklāšanās pakāpe, piemēram, limfmezglos, liesā, muskuļos un aizkuņģa dziedzerī, neļauj noteikt audu identitāti, pamatojoties tikai uz blīvuma novērtējumu.

Noslēgumā jāatzīmē, ka normālie audu blīvuma rādītāji arī atšķiras starp indivīdiem un mainās kontrastvielu ietekmē cirkulējošajās asinīs un orgānā. Pēdējais aspekts ir īpaši svarīgs uroģenitālās sistēmas pētījumos un attiecas uz kontrastvielu intravenozu ievadīšanu. Šajā gadījumā kontrastviela ātri sāk izdalīties caur nierēm, kas skenēšanas laikā izraisa nieru parenhīmas blīvuma palielināšanos. Šo efektu var izmantot, lai novērtētu nieru darbību.

• Pētījuma dokumentēšana dažādos logos

Kad attēls ir iegūts, tas ir jāpārnes uz filmu (izveidot cieto kopiju), lai dokumentētu izmeklējumu. Piemēram, novērtējot krūškurvja mediastīna un mīksto audu stāvokli, tiek iestatīts logs tā, lai muskuļi un taukaudi būtu skaidri vizualizējami pelēkos toņos. Šajā gadījumā tiek izmantots mīksto audu logs ar centru 50 HU un platumu 350 HU. Rezultātā audi ar blīvumu no -125 HU (50-350/2) līdz +225 HU (50+350/2) tiek attēloti pelēkā krāsā. Visi audi ar blīvumu, kas mazāks par -125 HU, piemēram, plaušas, ir melni. Audi ar blīvumu, kas lielāks par +225 HU, ir balti, un to iekšējā struktūra nav diferencēta.

Ja nepieciešams pārbaudīt plaušu parenhīmu, piemēram, izslēdzot mezglainus veidojumus, loga centrs jāsamazina līdz -200 HU, bet platums jāpalielina (2000 HU). Izmantojot šo logu (plaušu logu), labāk diferencējas zema blīvuma plaušu struktūras.

Lai panāktu maksimālu kontrastu starp smadzeņu pelēko un balto vielu, jāizvēlas īpašs smadzeņu logs. Tā kā pelēkās un baltās vielas blīvums atšķiras tikai nedaudz, mīksto audu logam jābūt ļoti šauram (80–100 HU) un ar augstu kontrastu, un tā centram jāatrodas smadzeņu audu blīvuma vērtību vidū (35 HU). Ar šādiem iestatījumiem nav iespējams pārbaudīt galvaskausa kaulus, jo visas struktūras, kuru blīvums ir lielāks par 75–85 HU, izskatās baltas. Tāpēc kaula loga centram un platumam jābūt ievērojami lielākam – attiecīgi aptuveni +300 HU un 1500 HU. Metastāzes pakauša kaulā tiek vizualizētas tikai izmantojot kaula logu, bet ne smadzeņu logu. Savukārt smadzenes kaula logā ir praktiski neredzamas, tāpēc nelielas metastāzes smadzeņu vielā nebūs pamanāmas. Vienmēr jāatceras šīs tehniskās detaļas, jo vairumā gadījumu attēli visos logos netiek pārnesti uz filmu. Ārsts, kas veic izmeklēšanu, attēlus ekrānā aplūko visos logos, lai nepalaistu garām svarīgas patoloģijas pazīmes.

[ 43 ], [ 44 ], [ 45 ]