Kompiuterinė tomografija: įprastinė, spiralinė kompiuterinė tomografija

Kompiuterinė tomografija yra specialus rentgeno tyrimo tipas, atliekamas netiesiogiai matuojant rentgeno spindulių silpnėjimą arba susilpnėjimą iš įvairių pozicijų aplink tiriamąjį pacientą. Iš esmės viskas, ką žinome, yra:

• kas palieka rentgeno vamzdį,
• kuris pasiekia detektorių ir
• Kokia yra rentgeno spindulių vamzdžio ir detektoriaus vieta kiekvienoje padėtyje?

Visa kita išplaukia iš šios informacijos. Dauguma KT pjūvių yra orientuoti vertikaliai kūno ašies atžvilgiu. Jie paprastai vadinami ašiniais arba skersiniais pjūviais. Kiekvienam pjūviui rentgeno spindulių vamzdis sukasi aplink pacientą, pjūvio storis parenkamas iš anksto. Dauguma KT skaitytuvų veikia nuolatinio sukimosi principu su vėduoklės formos spindulių divergencija. Tokiu atveju rentgeno spindulių vamzdis ir detektorius yra standžiai sujungti, o jų sukimosi judesiai aplink skenuojamą sritį vyksta vienu metu su rentgeno spindulių sklidimu ir gaudymu. Taigi, rentgeno spinduliai, praeidami pro pacientą, pasiekia priešingoje pusėje esančius detektorius. Vėduoklės formos divergencija atsiranda nuo 40° iki 60° diapazone, priklausomai nuo prietaiso konstrukcijos, ir yra nustatoma pagal kampą, prasidedantį nuo rentgeno spindulių vamzdžio židinio taško ir besiplečiantį sektoriaus forma iki detektorių eilės išorinių ribų. Paprastai vaizdas susidaro su kiekvienu 360° apsisukimu, gautų duomenų tam pakanka. Skenavimo metu daugelyje taškų matuojami silpninimo koeficientai, suformuojant silpninimo profilį. Iš tiesų, silpninimo profiliai tėra signalų, gaunamų iš visų detektoriaus kanalų tam tikru vamzdžio-detektoriaus sistemos kampu, rinkinys. Šiuolaikiniai KT skaitytuvai gali perduoti ir rinkti duomenis iš maždaug 1400 detektoriaus-vamzdžio sistemos pozicijų 360° apskritimu arba maždaug 4 pozicijų laipsniu. Kiekvienas silpninimo profilis apima matavimus iš 1500 detektoriaus kanalų, t. y. maždaug 30 kanalų laipsniu, darant prielaidą, kad spindulio sklaidos kampas yra 50°. Tyrimo pradžioje, paciento stalui pastoviu greičiu judant į portalą, gaunama skaitmeninė rentgenograma („skanograma“ arba „topograma“), ant kurios vėliau galima suplanuoti reikiamus pjūvius. Atliekant stuburo ar galvos KT tyrimą, portalas pasukamas norimu kampu, taip pasiekiant optimalią pjūvių orientaciją.

Kompiuterinė tomografija naudoja sudėtingus rodmenis, gaunamus iš rentgeno spindulių jutiklio, kuris sukasi aplink pacientą, ir sukuria daug skirtingų gylio specifinių vaizdų (tomogramų), kurie yra skaitmeninami ir paverčiami skerspjūvio vaizdais. KT suteikia 2 ir 3 dimensijų informaciją, kurios neįmanoma gauti naudojant paprastus rentgeno vaizdus ir esant daug didesnei kontrastinei skiriamajai gebai. Dėl to KT tapo nauju standartu vaizduojant daugumą intrakranijinių, galvos ir kaklo, intratorakalinių ir intraabdominalinių struktūrų.

Ankstyvieji KT skaitytuvai naudojo tik vieną rentgeno spindulių jutiklį, o pacientas judėjo skeneryje palaipsniui, sustodamas kiekvienam vaizdui. Šį metodą iš esmės pakeitė spiralinė KT: pacientas nuolat juda skeneryje, kuris sukasi ir nuolat fotografuoja. Spiralinė KT labai sutrumpina vaizdavimo laiką ir sumažina plokštelės storį. Skenerių su keliais jutikliais (4–64 rentgeno spindulių jutiklių eilės) naudojimas dar labiau sutrumpina vaizdavimo laiką ir leidžia gauti plokšteles, kurių storis mažesnis nei 1 mm.

Pateikiant tiek daug duomenų, vaizdus galima rekonstruoti beveik iš bet kurio kampo (kaip daroma atliekant MRT) ir naudoti trimačiams vaizdams konstruoti, išlaikant diagnostinio vaizdo gavimo sprendimą. Klinikiniai pritaikymai apima KT angiografiją (pvz., plaučių embolijai įvertinti) ir širdies vaizdinimą (pvz., vainikinių arterijų angiografiją, vainikinių arterijų sukietėjimui įvertinti). Elektronpluoštė KT, dar vienas greitosios KT tipas, taip pat gali būti naudojama vainikinių arterijų sukietėjimui įvertinti.

KT tyrimai gali būti atliekami su kontrastine medžiaga arba be jos. KT be kontrastinės medžiagos gali aptikti ūminį kraujavimą (kuris atrodo ryškiai baltas) ir apibūdinti kaulų lūžius. Kontrastinės medžiagos KT metu naudojamas intraveninis arba per burną leidžiamas kontrastas, arba abu. Intraveninis kontrastas, panašus į naudojamą paprastose rentgeno nuotraukose, naudojamas navikams, infekcijoms, uždegimams ir minkštųjų audinių pažeidimams vaizduoti bei kraujagyslių sistemai įvertinti, pavyzdžiui, įtariamos plaučių embolijos, aortos aneurizmos ar aortos disekcijos atvejais. Kontrastinės medžiagos išskyrimas per inkstus leidžia įvertinti urogenitalinę sistemą. Informacijos apie kontrastinės medžiagos reakcijas ir jų interpretavimą žr.:

Pilvo srities vaizdavimui naudojamas geriamasis kontrastas; tai padeda atskirti žarnyno struktūrą nuo aplinkinių. Standartinis geriamasis kontrastas – bario jodidas – gali būti naudojamas įtariamo žarnyno perforacijos atveju (pvz., dėl traumos); mažo osmoliarinio kontrasto reikėtų naudoti, kai yra didelė aspiracijos rizika.

Radiacijos poveikis yra svarbus klausimas atliekant KT. Įprasto pilvo ertmės KT tyrimo metu gaunama radiacijos dozė yra 200–300 kartų didesnė nei įprasto krūtinės ląstos rentgeno tyrimo metu gaunama radiacijos dozė. KT dabar yra labiausiai paplitęs dirbtinės spinduliuotės šaltinis daugumai gyventojų ir sudaro daugiau nei du trečdalius visos medicininės spinduliuotės poveikio. Toks žmogaus apšvitos laipsnis nėra nereikšmingas; manoma, kad vaikų, kurie šiandien yra veikiami KT spinduliuotės, visą gyvenimą trunkanti radiacijos poveikio rizika yra daug didesnė nei suaugusiųjų. Todėl KT tyrimo poreikis turi būti kruopščiai įvertintas atsižvelgiant į galimą riziką kiekvienam pacientui individualiai.

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

Daugiasluoksnė kompiuterinė tomografija

Daugiadetektorinė spiralinė kompiuterinė tomografija (daugiasluoksnė kompiuterinė tomografija)

Daugiaeiliai detektoriniai KT skaitytuvai yra naujausios kartos skaitytuvai. Priešais rentgeno spindulių vamzdį yra ne viena, o kelios detektorių eilės. Tai leidžia žymiai sutrumpinti tyrimo laiką ir pagerinti kontrasto skiriamąją gebą, o tai leidžia, pavyzdžiui, aiškiau vizualizuoti kontrastines kraujagysles. Z ašies detektorių eilės priešais rentgeno spindulių vamzdį yra skirtingo pločio: išorinė eilutė yra platesnė nei vidinė. Tai sudaro geresnes sąlygas vaizdo rekonstrukcijai po duomenų surinkimo.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Tradicinės ir spiralinės kompiuterinės tomografijos palyginimas

Įprastiniai KT tyrimai atliekami atliekant nuoseklius, vienodais atstumais išdėstytus vaizdus per konkrečią kūno dalį, pavyzdžiui, pilvą ar galvą. Po kiekvieno pjūvio reikalinga trumpa pauzė, kad stalas su pacientu būtų perkeltas į kitą iš anksto nustatytą padėtį. Storis ir persidengimas / tarpai tarp pjūvių yra iš anksto nustatyti. Kiekvieno lygio neapdoroti duomenys saugomi atskirai. Trumpa pauzė tarp pjūvių leidžia sąmoningam pacientui įkvėpti, taip išvengiant akivaizdžių kvėpavimo artefaktų vaizde. Tačiau tyrimas gali užtrukti kelias minutes, priklausomai nuo skenavimo srities ir paciento dydžio. Svarbu tiksliai nustatyti vaizdo gavimo laiką po IV komunalinės infuzijos, o tai ypač svarbu vertinant perfuzijos poveikį. KT yra pasirinkimo metodas norint gauti išsamų 2D ašinį kūno vaizdą be kaulų ir (arba) oro trukdžių, kaip matyti įprastose rentgenogramose.

Spiralinėje kompiuterinėje tomografijoje su vienos ir kelių eilučių detektorių išdėstymu (MSKT) paciento tyrimo duomenys renkami nuolat, stalui stumiant į portalo sistemą. Rentgeno spindulių vamzdis juda spiraline trajektorija aplink pacientą. Stalo stūmimas derinamas su laiku, reikalingu vamzdeliui pasisukti 360° (spiralės žingsnis) – duomenų rinkimas tęsiasi nuolat. Tokia moderni technika žymiai pagerina tomografiją, nes kvėpavimo artefaktai ir triukšmas neturi tokios didelės įtakos vienam duomenų rinkiniui kaip tradicinėje kompiuterinėje tomografijoje. Viena neapdorota duomenų bazė naudojama skirtingo storio ir skirtingų intervalų pjūviams rekonstruoti. Dalinis pjūvių persidengimas pagerina rekonstrukcijos galimybes.

Duomenų rinkimas pilnam pilvo ertmės skenavimui trunka 1–2 minutes: 2 arba 3 spiralės, kurių kiekviena trunka 10–20 sekundžių. Laiko apribojimas priklauso nuo paciento gebėjimo sulaikyti kvėpavimą ir būtinybės atvėsinti rentgeno spindulių vamzdelį. Vaizdui atkurti reikia šiek tiek daugiau laiko. Vertinant inkstų funkciją, po kontrastinės medžiagos suleidimo reikia trumpai pauzuoti, kad ji pasišalintų.

Dar vienas svarbus spiralinio metodo privalumas – galimybė aptikti patologinius darinius, mažesnius už pjūvio storį. Mažos kepenų metastazės gali būti nepastebėtos, jei jos nepatenka į pjūvį dėl netolygaus paciento kvėpavimo gylio skenavimo metu. Metastazės lengvai aptinkamos iš neapdorotų spiralinio metodo duomenų, rekonstruojant pjūvius, gautus persidengiančiais pjūviais.

[ 8 ]

Erdvinė skiriamoji geba

Vaizdo rekonstrukcija pagrįsta atskirų struktūrų kontrasto skirtumais. Remiantis tuo, sukuriama 512 x 512 ar daugiau vaizdo elementų (pikselių) vizualizavimo srities vaizdo matrica. Monitoriaus ekrane pikseliai rodomi kaip skirtingų pilkos spalvos atspalvių sritys, priklausomai nuo jų silpninimo koeficiento. Tiesą sakant, tai net ne kvadratai, o kubai (vokseliai = tūriniai elementai), kurių ilgis išilgai kūno ašies atitinka pjūvio storį.

Vaizdo kokybė pagerėja naudojant mažesnius vokselius, tačiau tai taikoma tik erdvinei skiriamajai gebai; tolesnis pjūvio ploninimas sumažina signalo ir triukšmo santykį. Kitas plonų pjūvių trūkumas yra padidėjusi paciento gaunama radiacijos dozė. Tačiau maži vokseliai, kurių matmenys visose trijose dimensijose yra vienodi (izotropinis vokselis), suteikia reikšmingų pranašumų: daugiaplokštė rekonstrukcija (MPR) koronarinėje, sagitalinėje ar kitose projekcijose pateikiama vaizde be laiptelio kontūro. Nevienodų matmenų vokselių (anizotropinių vokselių) naudojimas MPR sukuria nelygumus rekonstruotame vaizde. Pavyzdžiui, gali būti sunku atmesti lūžį.

[ 9 ], [ 10 ]

Spiralinis žingsnis

Spiralės žingsnis apibūdina stalo judėjimo laipsnį milimetrais per apsisukimą ir pjūvio storį. Lėtas stalo judėjimas sudaro suspaustą spiralę. Stalo judėjimo greitėjimas nekeičiant pjūvio storio ar sukimosi greičio sukuria tarpą tarp pjūvių gautoje spiralėje.

Dažniausiai spiralės žingsnis suprantamas kaip stalo judėjimo (pastūmos) santykis portalo sukimosi metu, išreikštas mm, ir kolimacijos, taip pat išreikštos mm.

Kadangi skaitiklio ir vardiklio matmenys (mm) yra subalansuoti, spiralės žingsnis yra bematis dydis. MSCT atveju vadinamasis tūrinis spiralės žingsnis paprastai laikomas stalo padavimo santykiu su vienu pjūviu, o ne su bendru pjūvių skaičiumi išilgai Z ašies. Aukščiau pateiktame pavyzdyje tūrinis spiralės žingsnis yra 16 (24 mm / 1,5 mm). Tačiau yra tendencija grįžti prie pirmojo spiralės žingsnio apibrėžimo.

Nauji skeneriai siūlo galimybę topogramoje pasirinkti tyrimo srities kraniokaudalinį (Z ašies) pratęsimą. Taip pat pagal poreikį reguliuojamas vamzdelio sukimosi laikas, pjūvio kolimacija (plonas arba storas pjūvis) ir tyrimo laikas (kvėpavimo sulaikymo intervalas). Tokia programinė įranga kaip „SureView“ apskaičiuoja tinkamą spiralės žingsnį, paprastai nustatydama reikšmę nuo 0,5 iki 2,0.

[ 11 ], [ 12 ]

Pjūvio kolimacija: skiriamoji geba išilgai Z ašies

Vaizdo skiriamoji geba (išilgai Z ašies arba paciento kūno ašies) taip pat gali būti pritaikyta konkrečiai diagnostinei užduočiai naudojant kolimaciją. 5–8 mm storio pjūviai visiškai atitinka standartinį pilvo tyrimą. Tačiau norint tiksliai nustatyti mažų kaulų lūžių fragmentus arba įvertinti subtilius plaučių pokyčius, reikia naudoti plonus pjūvius (0,5–2 mm). Kas lemia pjūvio storį?

Kolimacijos terminas apibrėžiamas kaip plono arba storo pjūvio gavimas išilgai paciento kūno išilginės ašies (Z ašies). Gydytojas gali apriboti vėduoklės formos spinduliuotės pluošto sklidimą iš rentgeno spindulių vamzdelio kolimatoriumi. Kolimatoriaus angos dydis reguliuoja spindulių, kurie plačiu arba siauru srautu patenka į detektorius už paciento, praėjimą. Spinduliuotės pluošto susiaurinimas pagerina erdvinę skiriamąją gebą išilgai paciento Z ašies. Kolimatorius gali būti ne tik tiesiai prie vamzdelio išėjimo angos, bet ir tiesiai priešais detektorius, t. y. „už“ paciento, žiūrint iš rentgeno spindulių šaltinio pusės.

Kolimatoriaus apertūros priklausoma sistema su viena detektorių eile už paciento (vienas pjūvis) gali sukurti 10 mm, 8 mm, 5 mm ar net 1 mm storio pjūvius. KT skenavimas su labai plonais pjūviais vadinamas „didelės skiriamosios gebos KT“ (HRCT). Jei pjūvio storis yra mažesnis nei milimetras, jis vadinamas „ultra didelės skiriamosios gebos KT“ (UHRCT). UHRCT, naudojamas kauliniam kaului tirti maždaug 0,5 mm storio pjūviais, atskleidžia smulkias lūžių linijas, einančias per kaukolės pagrindą arba klausos kauliukus būgninėje ertmėje. Kepenims metastazėms aptikti naudojama didelės kontrastinės skiriamosios gebos sistema, todėl reikia šiek tiek storesnių pjūvių.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Detektoriaus išdėstymo schemos

Tolesnė vieno sluoksnio spiralinės technologijos plėtra lėmė daugiasluoksnių (daugiaspiralinių) metodų, kuriuose naudojama ne viena, o kelios detektorių eilės, išdėstytos statmenai Z ašiai priešingoje rentgeno spindulių šaltinio pusėje, atsiradimą. Tai leidžia vienu metu rinkti duomenis iš kelių pjūvių.

Dėl vėduoklės formos spinduliuotės sklaidos detektorių eilės turi būti skirtingo pločio. Detektorių išdėstymo schema yra tokia, kad detektorių plotis didėja nuo centro iki krašto, o tai leidžia gauti įvairius storio ir pjūvių skaičiaus derinius.

Pavyzdžiui, 16 pjūvių tyrimą galima atlikti naudojant 16 plonų didelės skiriamosios gebos pjūvių („Siemens Sensation 16“ atveju tai yra 16 x 0,75 mm technika) arba 16 dvigubai storesnių pjūvių. Atliekant klubo ir šlaunikaulio KT angiografiją, pageidautina gauti tūrinį pjūvį per vieną ciklą išilgai Z ašies. Šiuo atveju kolimacijos plotis yra 16 x 1,5 mm.

Kompiuterių tomografų kūrimas nesibaigė ties 16 pjūvių. Duomenų rinkimą galima paspartinti naudojant skenerius su 32 ir 64 detektorių eilėmis. Tačiau tendencija link plonesnių pjūvių lemia didesnes paciento radiacijos dozes, todėl reikia papildomų ir jau įmanomų priemonių radiacijos poveikiui sumažinti.

Tiriant kepenis ir kasą, daugelis specialistų renkasi sumažinti pjūvio storį nuo 10 iki 3 mm, kad pagerintų vaizdo ryškumą. Tačiau tai padidina triukšmo lygį maždaug 80 %. Todėl norint išlaikyti vaizdo kokybę, reikia arba papildomai padidinti srovės stiprį vamzdelyje, t. y. padidinti srovės stiprį (mA) 80 %, arba padidinti skenavimo laiką (padidėja mAs sandauga).

[ 16 ], [ 17 ]

Vaizdo rekonstrukcijos algoritmas

Spiralinė KT turi papildomą pranašumą: vaizdo rekonstrukcijos proceso metu dauguma duomenų iš tikrųjų nėra matuojami konkrečiame pjūvyje. Vietoj to, matavimai už to pjūvio ribų interpoliuojami su dauguma verčių šalia pjūvio ir tampa pjūviui būdingais duomenimis. Kitaip tariant: duomenų apdorojimo šalia pjūvio rezultatai yra svarbesni rekonstruojant konkretaus pjūvio vaizdą.

Iš to išplaukia įdomus reiškinys. Paciento dozė (mGy) apibrėžiama kaip mAs per apsisukimą, padalyta iš spiralės žingsnio, o dozė vienam vaizdui yra lygi mAs per apsisukimą, neatsižvelgiant į spiralės žingsnį. Pavyzdžiui, jei nustatymai yra 150 mAs per apsisukimą, o spiralės žingsnis yra 1,5, tai paciento dozė yra 100 mAs, o dozė vienam vaizdui yra 150 mAs. Todėl spiralinės technologijos naudojimas gali pagerinti kontrasto skiriamąją gebą pasirinkus didelę mAs vertę. Tai leidžia padidinti vaizdo kontrastą, audinių skiriamąją gebą (vaizdo aiškumą) sumažinant pjūvio storį ir pasirinkti tokį žingsnio bei spiralės intervalo ilgį, kad paciento dozė būtų mažesnė! Taigi, galima gauti daug pjūvių nedidinant dozės ar rentgeno spindulių vamzdelio apkrovos.

Ši technologija yra ypač svarbi konvertuojant gautus duomenis į dvimates (sagitines, kreivines, vainikines) arba trimates rekonstrukcijas.

Detektorių matavimo duomenys, profilis po profilio, perduodami detektoriaus elektronikai kaip elektriniai signalai, atitinkantys tikrąjį rentgeno spindulių silpninimą. Elektriniai signalai yra skaitmeninami ir siunčiami į vaizdo procesorių. Šiame vaizdo rekonstrukcijos etape naudojamas „konvejero“ metodas, kurį sudaro išankstinis apdorojimas, filtravimas ir atvirkštinė inžinerija.

Išankstinis apdorojimas apima visas korekcijas, atliekamas siekiant paruošti gautus duomenis vaizdo rekonstrukcijai. Pavyzdžiui, tamsiosios srovės korekcija, išėjimo signalo korekcija, kalibravimas, takelio korekcija, atsparumas spinduliuotei ir kt. Šios korekcijos atliekamos siekiant sumažinti vamzdžio ir detektorių veikimo skirtumus.

Filtravimas naudoja neigiamas vertes, kad būtų ištaisytas vaizdo suliejimas, būdingas atvirkštinei inžinerijai. Pavyzdžiui, jei cilindrinis vandens fantomas nuskaitomas ir rekonstruojamas be filtravimo, jo kraštai bus itin neryškūs. Kas nutinka, kai vaizdui atkurti uždedami aštuoni silpninimo profiliai? Kadangi tam tikra cilindro dalis matuojama dviem uždėtais profiliais, vietoj tikro cilindro gaunamas žvaigždės formos vaizdas. Įvedus neigiamas vertes už teigiamos silpninimo profilių dedamosios, šio cilindro kraštai tampa aštrūs.

Atvirkštinė inžinerija perskirsto susuktus nuskaitymo duomenis į dvimatę vaizdo matricą, kurioje rodomi sugadinti pjūviai. Tai atliekama profilis po profilio, kol vaizdo rekonstrukcijos procesas baigiamas. Vaizdo matricą galima laikyti šachmatų lenta, tačiau ją sudaro 512 x 512 arba 1024 x 1024 elementai, paprastai vadinami „pikseliais“. Atvirkštinė inžinerija lemia, kad kiekvienas pikselis turi tikslų tankį, kuris monitoriaus ekrane atrodo kaip skirtingi pilkos spalvos atspalviai – nuo šviesaus iki tamsaus. Kuo šviesesnė ekrano sritis, tuo didesnis audinio tankis pikselyje (pvz., kaulų struktūros).

[ 18 ], [ 19 ]

Įtampos poveikis (kV)

Kai tiriama anatominė sritis pasižymi didele sugerties galia (pvz., galvos, pečių juostos, krūtinės ląstos ar juosmens stuburo, dubens KT arba tiesiog nutukusio paciento atveju), patartina naudoti aukštesnę įtampą arba, kita vertus, didesnes mA vertes. Pasirinkus aukštą rentgeno spindulių vamzdžio įtampą, padidinamas rentgeno spindulių stiprumas. Atitinkamai, rentgeno spinduliai daug lengviau prasiskverbia į anatominę sritį, turinčią didelę sugerties galią. Teigiama šio proceso pusė yra ta, kad sumažinami mažos energijos spinduliuotės komponentai, kuriuos sugeria paciento audiniai, nepaveikiant vaizdo gavimo. Vaikų tyrimui ir KB boluso sekimui gali būti patartina naudoti mažesnę įtampą nei standartiniuose nustatymuose.

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

Vamzdelio srovė (mAs)

Srovė, matuojama miliamperais (mAs), taip pat turi įtakos paciento gaunamai radiacijos dozei. Dideliam pacientui reikia didesnės srovės vamzdelyje, kad būtų gautas geras vaizdas. Taigi, labiau nutukęs pacientas gauna didesnę radiacijos dozę nei, pavyzdžiui, gerokai mažesnio kūno dydžio vaikas.

Sritims, kuriose yra kaulų struktūrų, kurios labiau sugeria ir išsklaido spinduliuotę, pavyzdžiui, pečių juostai ir dubeniui, reikalinga didesnė vamzdinė srovė nei, pavyzdžiui, kaklui, plono žmogaus pilvui ar kojoms. Ši priklausomybė aktyviai naudojama radiacinėje apsaugoje.

Skenavimo laikas

Reikėtų pasirinkti kuo trumpesnį skenavimo laiką, ypač pilvo ir krūtinės ląstos srityse, kur širdies susitraukimai ir žarnyno peristaltika gali pabloginti vaizdo kokybę. KT vaizdų kokybė taip pat pagerėja sumažinus nevalingų paciento judesių tikimybę. Kita vertus, norint surinkti pakankamai duomenų ir maksimaliai padidinti erdvinę skiriamąją gebą, gali prireikti ilgesnio skenavimo laiko. Kartais ilgesnis skenavimo laikas su sumažinta srove pasirenkamas sąmoningai, siekiant pailginti rentgeno spindulių vamzdelio tarnavimo laiką.

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

3D rekonstrukcija

Kadangi spiralinė tomografija renka duomenis apie visą paciento kūno sritį, lūžių ir kraujagyslių vizualizacija gerokai pagerėjo. Naudojami keli skirtingi 3D rekonstrukcijos metodai:

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

Maksimalaus intensyvumo projekcija (MIP)

MIP yra matematinis metodas, kuriuo iš 2D arba 3D duomenų rinkinio išskiriami hiperintensyvūs vokseliai. Vokseliai parenkami iš skirtingais kampais gautų duomenų rinkinio ir projektuojami kaip 2D vaizdai. 3D efektas gaunamas keičiant projekcijos kampą mažais žingsneliais ir tada greitai vizualizuojant rekonstruotą vaizdą (t. y. dinaminio vaizdo režimu). Šis metodas dažnai naudojamas kontrastu sustiprintame kraujagyslių vaizdavime.

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

Daugiaplanė rekonstrukcija (MPR)

Ši technika leidžia atkurti vaizdus bet kurioje projekcijoje – koronarinėje, sagitalinėje ar kreivinėje. MPR yra vertinga priemonė lūžių diagnostikoje ir ortopedijoje. Pavyzdžiui, tradiciniai ašiniai pjūviai ne visada suteikia išsamią informaciją apie lūžius. Labai plonas lūžis be fragmentų poslinkio ir žievinės plokštelės pažeidimo gali būti efektyviau aptiktas naudojant MPR.

[ 41 ], [ 42 ]

Paviršinis šešėliuotas ekranas, SSD

Šis metodas rekonstruoja organo arba kaulo paviršių, apibrėžtą virš tam tikros ribos, Hounsfieldo vienetais. Vaizdavimo kampo pasirinkimas, taip pat hipotetinio šviesos šaltinio vieta, yra pagrindiniai veiksniai norint gauti optimalią rekonstrukciją (kompiuteris apskaičiuoja ir pašalina šešėlines sritis iš vaizdo). Kaulo paviršiuje aiškiai matomas distalinio stipinkaulio lūžis, parodytas MPR metodu.

3D SSD taip pat naudojamas chirurginiam planavimui, pavyzdžiui, trauminio stuburo lūžio atveju. Keičiant vaizdo kampą, lengva aptikti krūtinės ląstos stuburo kompresinį lūžį ir įvertinti tarpslankstelinių angų būklę. Pastarąją galima tirti keliomis skirtingomis projekcijomis. Sagitaliniame MPR matomas kaulo fragmentas, pasislinkęs į stuburo kanalą.

Pagrindinės KT skenavimo skaitymo taisyklės

• Anatominė orientacija

Vaizdas monitoriuje yra ne tik dvimatis anatominių struktūrų atvaizdavimas, bet ir duomenys apie vidutinę audinių rentgeno spindulių absorbciją, pavaizduotą 512 x 512 elementų (pikselių) matrica. Pjūvis turi tam tikrą storį (dS ₎ ir yra vienodo dydžio kuboidinių elementų (vokselių), sujungtų į matricą, suma. Ši techninė savybė yra dalinio tūrio efekto, paaiškinto toliau, pagrindas. Gauti vaizdai paprastai žiūrimi iš apačios (iš uodegos pusės). Todėl dešinė paciento pusė vaizde yra kairėje ir atvirkščiai. Pavyzdžiui, kepenys, esančios dešinėje pilvo ertmės pusėje, vaizduojamos kairėje vaizdo pusėje. O kairėje esantys organai, tokie kaip skrandis ir blužnis, matomi dešinėje esančiame vaizde. Priekinis kūno paviršius, šiuo atveju vaizduojamas priekine pilvo sienele, apibrėžiamas viršutinėje vaizdo dalyje, o užpakalinis paviršius su stuburu – apačioje. Tas pats vaizdo formavimo principas naudojamas ir įprastoje radiografijoje.

• Dalinio tūrio efektai

Radiologas nustato pjūvio storį (dS ₎. Krūtinės ląstos ir pilvo ertmių tyrimui paprastai parenkamas 8–10 mm, o kaukolės, stuburo, orbitų ir smilkinkaulių piramidžių – 2–5 mm. Todėl struktūros gali užimti visą pjūvio storį arba tik jo dalį. Vokselio spalvos intensyvumas pilkojoje skalėje priklauso nuo vidutinio visų jos komponentų silpninimo koeficiento. Jei struktūra yra vienodos formos visame pjūvio storyje, ji bus aiškiai apibrėžta, kaip pilvo aortos ir apatinės tuščiosios venos atveju.

Dalinio tūrio efektas atsiranda, kai struktūra neužima viso pjūvio storio. Pavyzdžiui, jei pjūvis apima tik dalį slankstelio kūno ir dalį disko, jų kontūrai yra neaiškūs. Tas pats pastebima, kai organas pjūvio viduje susiaurėja. Dėl to inkstų poliai, tulžies pūslės ir šlapimo pūslės kontūrai nėra aiškūs.

• Skirtumas tarp mazginių ir vamzdinių struktūrų

Svarbu mokėti atskirti padidėjusius ir patologiškai pakitusius limfmazgius nuo kraujagyslių ir raumenų, įtrauktų į skerspjūvį. Tai padaryti iš vieno pjūvio gali būti labai sunku, nes šios struktūros yra vienodo tankio (ir to paties pilkos spalvos atspalvio). Todėl visada reikia analizuoti gretimus pjūvius, esančius labiau kranio ir uodegos kryptimi. Nurodant, kiek pjūvių matoma tam tikra struktūra, galima išspręsti dilemą, ar matome padidėjusį mazgą, ar daugiau ar mažiau ilgą vamzdinę struktūrą: limfmazgis bus nustatomas tik viename ar dviejuose pjūviuose ir nebus vizualizuojamas gretimuose. Visoje kraniokaudalinėje vaizdų serijoje matoma aorta, apatinė tuščioji vena ir raumenys, tokie kaip klubakaulinis-juosmens raumuo.

Jei įtariama, kad viename pjūvyje yra padidėjęs mazginis darinys, gydytojas turėtų nedelsdamas palyginti gretimus pjūvius, kad aiškiai nustatytų, ar šis „darinys“ yra tiesiog indas, ar raumuo skerspjūvyje. Ši taktika taip pat gera, nes leidžia greitai nustatyti privataus tūrio poveikį.

• Densitometrija (audinių tankio matavimas)

Jei, pavyzdžiui, nežinoma, ar pleuros ertmėje esantis skystis yra efuzija, ar kraujas, jo tankio matavimas palengvina diferencinę diagnozę. Panašiai densitometrija gali būti naudojama židininiams pažeidimams kepenyse ar inkstų parenchimoje nustatyti. Tačiau nerekomenduojama daryti išvados remiantis vieno vokselio įvertinimu, nes tokie matavimai nėra labai patikimi. Siekiant didesnio patikimumo, židinio pažeidime, bet kokioje struktūroje ar skysčio tūryje būtina išplėsti „domėjimo sritį“, sudarytą iš kelių vokselių. Kompiuteris apskaičiuoja vidutinį tankį ir standartinį nuokrypį.

Reikėtų ypač stengtis nepraleisti sukietėjimo artefaktų ar dalinio tūrio efektų. Jei pažeidimas neapima viso pjūvio storio, tankio matavimas apima ir gretimas struktūras. Pažeidimo tankis bus teisingai išmatuotas tik tuo atveju, jei jis užpildo visą pjūvio storį (dS ₎. Tokiu atveju labiau tikėtina, kad matavimas apims patį pažeidimą, o ne greta esančias struktūras. Jei dS yra didesnis už pažeidimo skersmenį, pavyzdžiui, mažo pažeidimo atveju, bet kuriame skenavimo lygmenyje atsiras dalinio tūrio efektas.

• Skirtingų audinių tipų tankio lygiai

Šiuolaikiniai prietaisai gali aprėpti 4096 pilkos spalvos atspalvius, kurie atitinka skirtingus tankio lygius Hounsfildo vienetais (HU). Vandens tankis buvo savavališkai paimtas kaip 0 HU, o oro – -1000 HU. Monitoriaus ekrane gali būti rodomi daugiausia 256 pilkos spalvos atspalviai. Tačiau žmogaus akis gali atskirti tik apie 20. Kadangi žmogaus audinių tankio spektras yra platesnis nei šios gana siauros ribos, galima pasirinkti ir reguliuoti vaizdo langą taip, kad būtų matomi tik norimo tankio diapazono audiniai.

Vidutinis lango tankio lygis turėtų būti nustatytas kuo artimesnis tiriamųjų audinių tankio lygiui. Plaučius dėl padidėjusio lengvumo geriausia tirti lange su mažais HU nustatymais, o kaulinio audinio atveju lango lygis turėtų būti žymiai padidintas. Vaizdo kontrastas priklauso nuo lango pločio: susiaurintas langas yra kontrastingesnis, nes 20 pilkos spalvos atspalvių dengia tik nedidelę tankio skalės dalį.

Svarbu pažymėti, kad beveik visų parenchiminių organų tankio lygis yra siaurose ribose nuo 10 iki 90 HU. Plaučiai yra išimtis, todėl, kaip minėta pirmiau, reikia nustatyti specialius lango parametrus. Kalbant apie kraujavimus, reikia atsižvelgti į tai, kad neseniai krešėjusio kraujo tankio lygis yra maždaug 30 HU didesnis nei šviežio kraujo. Senų kraujavimų ir trombų lizės srityse tankis vėl sumažėja. Eksudatą, kurio baltymų kiekis didesnis nei 30 g/l, sunku atskirti nuo transudato (kurio baltymų kiekis mažesnis nei 30 g/l) naudojant standartinius lango nustatymus. Be to, reikia pasakyti, kad didelis tankio persidengimo laipsnis, pavyzdžiui, limfmazgiuose, blužnyje, raumenyse ir kasoje, neleidžia nustatyti audinio tapatybės vien tik įvertinus tankį.

Apibendrinant reikėtų pažymėti, kad normalios audinių tankio vertės taip pat skiriasi tarp individų ir kinta veikiant kontrastinėms medžiagoms cirkuliuojančiame kraujyje ir organe. Pastarasis aspektas yra ypač svarbus tiriant urogenitalinę sistemą ir yra susijęs su kontrastinių medžiagų įvedimu į veną. Šiuo atveju kontrastinė medžiaga greitai pradeda išsiskirti per inkstus, todėl skenavimo metu padidėja inkstų parenchimos tankis. Šis poveikis gali būti naudojamas inkstų funkcijai įvertinti.

• Tyrimų dokumentavimas skirtinguose languose

Gavus vaizdą, būtina jį perkelti į juostą (padaryti spausdintą kopiją), kad būtų galima dokumentuoti tyrimą. Pavyzdžiui, vertinant tarpuplaučio ir krūtinės ląstos minkštųjų audinių būklę, nustatomas langas taip, kad raumenys ir riebalinis audinys būtų aiškiai matomi pilkos spalvos atspalviais. Šiuo atveju naudojamas minkštųjų audinių langas, kurio centras yra 50 HU, o plotis – 350 HU. Dėl to audiniai, kurių tankis yra nuo -125 HU (50-350/2) iki +225 HU (50+350/2), vaizduojami pilka spalva. Visi audiniai, kurių tankis mažesnis nei -125 HU, pavyzdžiui, plaučiai, atrodo juodi. Audiniai, kurių tankis didesnis nei +225 HU, yra balti, o jų vidinė struktūra nėra diferencijuota.

Jei reikia ištirti plaučių parenchimą, pavyzdžiui, kai neįtraukiami mazginiai dariniai, lango centrą reikia sumažinti iki -200 HU, o plotį padidinti (2000 HU). Naudojant šį langą (plaučių langą), geriau diferencijuojamos mažo tankio plaučių struktūros.

Norint pasiekti maksimalų kontrastą tarp smegenų pilkosios ir baltosios medžiagos, reikia pasirinkti specialų smegenų langą. Kadangi pilkosios ir baltosios medžiagos tankis skiriasi tik nežymiai, minkštųjų audinių langas turėtų būti labai siauras (80–100 HU) ir didelio kontrasto, o jo centras turėtų būti smegenų audinio tankio verčių (35 HU) viduryje. Esant tokiems nustatymams, neįmanoma ištirti kaukolės kaulų, nes visos struktūros, tankesnės nei 75–85 HU, atrodo baltos. Todėl kaulų lango centras ir plotis turėtų būti žymiai didesni – atitinkamai apie +300 HU ir 1500 HU. Metastazės pakauškaulyje vizualizuojamos tik naudojant kaulų langą, bet ne smegenų langą. Kita vertus, kaulų lange smegenys praktiškai nematomos, todėl mažos metastazės smegenų medžiagoje nebus pastebimos. Visada turėtume atsiminti šias technines detales, nes daugeliu atvejų vaizdai visuose languose perkeliami į juostą. Tyrimą atliekantis gydytojas vaizdus ekrane peržiūri visuose languose, kad nepraleistų svarbių patologijos požymių.

[ 43 ], [ 44 ], [ 45 ]