Tomografia komputerowa: tradycyjna, spiralna

Tomografia komputerowa jest specjalnym rodzajem badania rentgenowskiego, które przeprowadza się poprzez pośredni pomiar tłumienia lub atenuacji, promieni rentgenowskich z różnych pozycji, określonych wokół badanego pacjenta. W istocie wiemy tylko:

• który opuszcza lampę rentgenowską,
• co dociera do detektora i
• jakie jest miejsce lampy rentgenowskiej i detektora w każdej pozycji.

Wszystko inne wynika z tych informacji. Większość przekrojów CT jest zorientowanych pionowo względem osi ciała. Są one zwykle nazywane przekrojami osiowymi lub poprzecznymi. Dla każdego plasterka lampa rentgenowska obraca się wokół pacjenta, grubość warstwy jest wstępnie wybierana. Większość skanerów CT działa na zasadzie stałej rotacji z rozbieżnością promieni w kształcie wachlarza. W tym przypadku lampa rentgenowska i detektor są sztywno sparowane, a ich ruchy obrotowe wokół skanowanego obszaru występują jednocześnie z emisją i pułapką promieni rentgenowskich. W ten sposób promienie X przechodzące przez pacjenta docierają do detektorów znajdujących się po przeciwnej stronie. Rozbieżność w kształcie wachlarza występuje w zakresie od 40 ° do 60 °, w zależności od urządzenia, i jest określana przez kąt wychodzący z ogniskowej lampy rentgenowskiej i rozszerzający się w postaci sektora do zewnętrznych granic szeregu detektorów. Zwykle obraz jest tworzony przy każdym obrocie o 360 °, a uzyskane dane są do tego wystarczające. W procesie skanowania współczynniki tłumienia są mierzone w wielu punktach, tworząc profil tłumienia. W rzeczywistości profile tłumienia są niczym więcej niż zestawem odbieranych sygnałów ze wszystkich kanałów detektora z danego kąta systemu detektorów lampowych. Współczesne skanery CT są w stanie emitować i zbierać dane z około 1400 pozycji systemu rurek detektora na okręgu 360 ° lub około 4 pozycji w stopniach. Każdy profil tłumienia obejmuje pomiary z 1500 kanałów detektora, tj. Około 30 kanałów w stopniach, z zastrzeżeniem kąta rozbieżności wiązki 50 °. Na początku badania, podczas przesuwania stołu pacjenta ze stałą prędkością wewnątrz suwnicy, uzyskuje się cyfrowy obraz rentgenowski („skan obrazu” lub „topogram”), na którym można później zaplanować pożądane sekcje. Przy badaniu CT kręgosłupa lub głowy, suwnica jest obracana pod odpowiednim kątem, dzięki czemu uzyskuje się optymalną orientację sekcji.

Tomografia komputerowa wykorzystuje złożone odczyty czujnika rentgenowskiego, które obracają się wokół pacjenta w celu uzyskania dużej liczby różnych obrazów o określonej głębokości (tomogramy), które są digitalizowane i przekształcane w obrazy krzyżowe. CT zapewnia informacje 2- i 3-wymiarowe, których nie można uzyskać za pomocą prostego zdjęcia rentgenowskiego i o znacznie wyższej rozdzielczości kontrastu. W rezultacie tomografia komputerowa stała się nowym standardem w obrazowaniu większości struktur wewnątrzczaszkowych, głowy i szyi, wewnątrz klatki piersiowej i wewnątrzbrzusznych.

Wczesne próbki skanerów CT wykorzystywały tylko jeden czujnik rentgenowski, a pacjent przechodził stopniowo przez skaner, zatrzymując się przy każdym strzale. Ta metoda została w dużej mierze zastąpiona przez spiralny skan CT: pacjent porusza się w sposób ciągły przez skaner, który obraca się w sposób ciągły i wykonuje zdjęcia. Śruba CT znacznie skraca czas wyświetlania i zmniejsza grubość płyty. Używanie skanerów z wieloma czujnikami (4-64 rzędy czujników rentgenowskich) dodatkowo skraca czas wyświetlania i zapewnia grubość płyty mniejszą niż 1 mm.

Przy tak wielu wyświetlanych danych obrazy można odzyskać z niemal każdego kąta (jak w MRI) i można ich użyć do tworzenia obrazów 3D przy zachowaniu rozwiązania diagnostycznego obrazu. Zastosowania kliniczne obejmują angiografię CT (na przykład do oceny zatorowości płucnej) i unaczynienie sercowo-naczyniowe (na przykład angiografia wieńcowa, ocena twardnienia tętnic wieńcowych). CT wiązki elektronów, inny typ szybkiego CT, można również wykorzystać do oceny stwardnienia tętnic wieńcowych.

Skany CT można wykonywać z kontrastem lub bez. Skanowanie CT bez kontrastu może wykryć ostry krwotok (który wydaje się biały) i charakteryzować złamania kości. Kontrast CT wykorzystuje kontrast IV lub doustny, lub oba. Kontrast IV, podobny do tego stosowanego w prostych promieniach rentgenowskich, służy do wyświetlania guzów, infekcji, stanów zapalnych i urazów w tkankach miękkich oraz do oceny stanu układu naczyniowego, jak w przypadku podejrzenia zatorowości płucnej, tętniaka aorty lub rozwarstwienia aorty. Wydalanie kontrastu przez nerki umożliwia ocenę układu moczowego. Informacje na temat reakcji kontrastowych i ich interpretacji.

Doustny kontrast jest używany do wyświetlenia obszaru brzucha; pomaga oddzielić strukturę jelit od innych. Standardowy kontrast ustny - kontrast oparty na jodku baru, może być stosowany, gdy podejrzewa się perforację jelit (na przykład w przypadku urazu); niski kontrast osmolarny należy stosować, gdy ryzyko aspiracji jest wysokie.

Ekspozycja na promieniowanie jest ważną kwestią podczas korzystania z CT. Dawka promieniowania z konwencjonalnego tomografii komputerowej jamy brzusznej jest 200 do 300 razy większa niż dawka promieniowania otrzymana przy typowym zdjęciu rentgenowskim obszaru klatki piersiowej. CT dzisiaj jest najczęstszym źródłem sztucznego narażenia dla większości populacji i stanowi ponad 2/3 całkowitej ekspozycji medycznej. Ten stopień narażenia ludzi na promieniowanie nie jest trywialny, ryzyko narażenia dzieci narażonych na promieniowanie CT przez całe ich życie szacuje się na znacznie wyższe niż stopień narażenia dorosłych. W związku z tym należy dokładnie rozważyć potrzebę badania CT, biorąc pod uwagę możliwe ryzyko dla każdego pacjenta.

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

Wielospiralna tomografia komputerowa

Spiralna tomografia komputerowa z układem detektorów wielorzędowych (wielospiralna tomografia komputerowa)

Tomografy komputerowe z układem detektorów wielorzędowych należą do najnowszej generacji skanerów. Naprzeciwko lampy rentgenowskiej nie ma jednego, lecz kilka rzędów detektorów. Umożliwia to znaczne skrócenie czasu badania i poprawę rozdzielczości kontrastu, co pozwala na przykład na wyraźniejszą wizualizację skontrastowanych naczyń krwionośnych. Rzędy detektorów osi Z naprzeciw lampy rentgenowskiej mają różną szerokość: zewnętrzny rząd jest szerszy niż wewnętrzny. Zapewnia to najlepsze warunki do rekonstrukcji obrazu po zebraniu danych.

[5], [6], [7]

Porównanie tradycyjnej i spiralnej tomografii komputerowej

W tradycyjnej tomografii komputerowej serię kolejnych równomiernie rozmieszczonych obrazów uzyskuje się przez określoną część ciała, na przykład jamę brzuszną lub głowę. Obowiązkowa krótka pauza po każdym plasterku, aby przesunąć stół z pacjentem do następnej ustalonej pozycji. Wstępnie wybrano grubość i odstępy między zakładkami / odstępy. Surowe dane dla każdego poziomu są zapisywane oddzielnie. Krótka przerwa między cięciami pozwala pacjentowi, który jest przytomny, wziąć oddech i tym samym uniknąć poważnych artefaktów oddechowych na obrazie. Jednak badanie może potrwać kilka minut, w zależności od obszaru skanowania i wielkości pacjenta. Konieczne jest wybranie odpowiedniego czasu na uzyskanie obrazu po wstrzyknięciu IV CS, co jest szczególnie ważne dla oceny efektów perfuzji. Tomografia komputerowa jest metodą z wyboru w celu uzyskania pełnowymiarowego dwuwymiarowego obrazu osiowego ciała bez zakłóceń powstałych na skutek nałożenia tkanki kostnej i / lub powietrza, jak ma to miejsce w przypadku zwykłego radiogramu.

Dzięki spiralnej tomografii komputerowej z układem detektorów jednorzędowych i wielorzędowych (MSCT) dane z badań pacjentów są gromadzone w sposób ciągły podczas przemieszczania się stołu wewnątrz suwnicy. Lampa rentgenowska opisuje następnie trajektorię śruby wokół pacjenta. Postęp stołu jest skoordynowany z czasem wymaganym do obrotu rury 360 ° (skok helisy) - zbieranie danych jest kontynuowane w sposób ciągły w całości. Taka nowoczesna technika znacząco poprawia tomografię, ponieważ artefakty i przerwy w oddychaniu nie wpływają na pojedynczy zestaw danych tak znacząco, jak w tradycyjnej tomografii komputerowej. Pojedyncza surowa baza danych jest używana do odzyskiwania plasterków o różnej grubości i różnych odstępach. Częściowe nakładanie się sekcji poprawia możliwości odbudowy.

Zbieranie danych w badaniu całej jamy brzusznej zajmuje 1-2 minuty: 2 lub 3 spirale, każda trwająca 10-20 sekund. Limit czasu wynika z zdolności pacjenta do wstrzymania oddechu i potrzeby schłodzenia lampy rentgenowskiej. Potrzeba więcej czasu, aby odtworzyć obraz. Podczas oceny funkcji nerek, po wstrzyknięciu środka kontrastowego wymagana jest krótka przerwa, aby poczekać na wydalenie środka kontrastowego.

Inną ważną zaletą metody spiralnej jest możliwość identyfikacji formacji patologicznych mniejszych niż grubość wycinka. Niewielkie przerzuty w wątrobie można pominąć, jeśli w wyniku nierównej głębokości oddechu pacjenta nie spadną one do części podczas skanowania. Metastazy są dobrze identyfikowane na podstawie surowych danych metody spiralnej w odzyskiwaniu odcinków uzyskanych po nałożeniu sekcji.

[8]

Rozdzielczość przestrzenna

Przywracanie obrazu opiera się na różnicach kontrastu poszczególnych struktur. Na tej podstawie tworzona jest matryca obrazu obszaru obrazowania o wielkości 512 x 512 lub więcej elementów obrazu (pikseli). Piksele pojawiają się na ekranie monitora jako obszary różnych odcieni szarości w zależności od współczynnika tłumienia. W rzeczywistości nie są to nawet kwadraty, lecz sześciany (woksele = elementy objętości), mające długość wzdłuż osi ciała, w zależności od grubości plasterka.

Jakość obrazu wzrasta wraz z redukcją wokseli, ale dotyczy to tylko rozdzielczości przestrzennej, dalsze zmniejszanie wycinka zmniejsza stosunek sygnału do szumu. Inną wadą cienkich skrawków jest zwiększenie dawki pacjenta. Jednakże małe woksele o tych samych wymiarach we wszystkich trzech wymiarach (woksel izotropowy) oferują istotne zalety: rekonstrukcja wielopłaszczyznowa (MPR) w projekcjach czołowych, strzałkowych lub innych jest pokazana na obrazie bez konturu stopniowego). Zastosowanie wokseli o różnych rozmiarach (woksele anizotropowe) dla MPR prowadzi do pojawienia się postrzępienia zrekonstruowanego obrazu. Na przykład może być trudno wykluczyć złamanie.

[9], [10],

Skok spiralny

Skok spirali charakteryzuje stopień ruchu stołu w mm na obrót i grubość plasterka. Powolny postęp stołu tworzy ściśniętą spiralę. Przyspieszenie ruchu stołu bez zmiany grubości plasterka lub prędkości obrotowej tworzy przestrzeń między nacięciami na wynikowej spirali.

Najczęściej skok helisy jest rozumiany jako stosunek przemieszczenia (podaży) stołu do obrotu gantry, wyrażony w mm, do kolimacji, również wyrażony w mm.

Ponieważ wymiary (mm) w liczniku i mianowniku są zrównoważone, skok spirali jest wielkością bezwymiarową. Dla MSCT dla t. Skok spirali wolumetrycznej jest zwykle przyjmowany jako stosunek posuwu stołu do pojedynczego wycinka, a nie do pełnego zestawu wycinków wzdłuż osi Z. Dla przykładu, który został użyty powyżej, skok spirali objętościowej wynosi 16 (24 mm / 1,5 mm). Istnieje jednak tendencja do powrotu do pierwszej definicji skoku helisy.

Nowe skanery dają możliwość wyboru rozszerzenia obszaru badania zgodnie z topogramem. Również czas obrotu rury, kolimacja cięcia (cienkie lub grube cięcie) i czas testu (wstrzymanie oddechu) są regulowane w razie potrzeby. Oprogramowanie, takie jak SureView, oblicza odpowiedni skok helisy, zazwyczaj ustawiając wartość między 0,5 a 2,0.

[11], [12],

Kolimacja plasterka: rozdzielczość wzdłuż osi Z.

Rozdzielczość obrazu (wzdłuż osi Z lub osi ciała pacjenta) można również dostosować do określonego zadania diagnostycznego za pomocą kolimacji. Sekcje o grubości od 5 do 8 mm w pełni odpowiadają standardowemu badaniu jamy brzusznej. Jednak dokładna lokalizacja małych fragmentów złamań kości lub ocena subtelnych zmian w płucach wymaga użycia cienkich skrawków (od 0,5 do 2 mm). Co decyduje o grubości plasterka?

Termin kolimacja jest definiowany jako uzyskanie cienkiego lub grubego plasterka wzdłuż osi podłużnej ciała pacjenta (oś Z). Lekarz może ograniczyć wachlarzowatą dywergencję wiązki promieniowania z lampy rentgenowskiej do kolimatora. Rozmiar otworu kolimatora kontroluje przepływ promieni, które padają na detektory za pacjentem w szerokim lub wąskim strumieniu. Zwężenie wiązki promieniowania może poprawić rozdzielczość przestrzenną wzdłuż osi Z pacjenta. Kolimator może być umieszczony nie tylko bezpośrednio przy wyjściu z rury, ale także bezpośrednio przed detektorami, to znaczy „za” pacjentem, jeśli jest oglądany z boku źródła promieniowania rentgenowskiego.

System zależny od kolimatora z jednym rzędem detektorów za pacjentem (pojedyncze cięcie) może wykonywać cięcia 10 mm, 8 mm, 5 mm grubości lub nawet 1 mm grubości. Skanowanie CT z bardzo cienkimi przekrojami jest określane jako „High Resolution CT Scan” (VRKT). Jeśli grubość warstwy jest mniejsza niż milimetr, mówią o „Ultra High Resolution CT” (SVRKT). SURCT używany do badania piramidy kości skroniowej o grubości około 0,5 mm ujawnia drobne linie złamania przechodzące przez podstawę czaszki lub kosteczki słuchowe w jamie bębenkowej. W przypadku wątroby rozdzielczość o wysokim kontraście jest używana do wykrywania przerzutów, a plasterki o nieco większej grubości są wymagane.

[13], [14], [15],

Ustalenia dotyczące wykrywania

Dalszy rozwój technologii spirali jednoczęściowej doprowadził do wprowadzenia techniki wielowarstwowej (wielowarstwowej), w której zastosowano nie jeden, lecz kilka rzędów detektorów, które są usytuowane prostopadle do osi Z naprzeciw źródła promieniowania rentgenowskiego. Umożliwia to jednoczesne zbieranie danych z kilku sekcji.

Ze względu na rozbieżność promieniowania w kształcie wachlarza rzędy detektorów powinny mieć różne szerokości. Układ detektorów polega na tym, że szerokość detektorów wzrasta od środka do krawędzi, co pozwala na zmianę grubości i liczby uzyskanych sekcji.

Na przykład 16-plasterkowe badanie można wykonać z 16 cienkimi plasterkami o wysokiej rozdzielczości (dla Siemens Sensation 16 jest to technika 16 x 0,75 mm) lub z 16 sekcjami o podwójnej grubości. W przypadku angiografii CT krętniczo-udowej zaleca się uzyskanie wycinka objętościowego w jednym cyklu wzdłuż osi Z. Jednocześnie szerokość kolimacji wynosi 16 x 1,5 mm.

Rozwój skanerów CT nie zakończył się na 16 plasterkach. Gromadzenie danych można przyspieszyć za pomocą skanerów z 32 i 64 rzędami detektorów. Jednak tendencja do zmniejszania grubości skrawków prowadzi do zwiększenia dawki promieniowania pacjenta, co wymaga dodatkowych i już wykonalnych środków w celu zmniejszenia skutków promieniowania.

W badaniu wątroby i trzustki wielu ekspertów woli zmniejszyć grubość sekcji od 10 do 3 mm, aby poprawić ostrość obrazu. Zwiększa to jednak poziom zakłóceń o około 80%. Dlatego też, w celu zachowania jakości obrazu, należy albo dodatkowo dodać natężenie prądu na lampie, tj. Zwiększyć siłę prądu (mA) o 80%, albo zwiększyć czas skanowania (produkt zwiększa się o mAs).

[16], [17]

Algorytm rekonstrukcji obrazu

Spiralna tomografia komputerowa ma dodatkową zaletę: w procesie przywracania obrazu większość danych w rzeczywistości nie jest mierzona w określonym wycinku. Zamiast tego pomiary wykonywane poza tym plasterkiem interpolują większość wartości w pobliżu plasterka i stają się danymi przypisanymi do tego plasterka. Innymi słowy: wyniki przetwarzania danych w pobliżu plasterka są ważniejsze dla odtworzenia obrazu określonej sekcji.

Ciekawe zjawisko wynika z tego. Dawka pacjenta (w mGr) jest definiowana jako mAs na obrót podzielona przez skok helisy, a dawka na obraz jest równoważna mAs na obrót bez uwzględnienia skoku helisy. Jeśli na przykład ustawione są ustawienia 150 mAs na obrót z podziałem 1,5, dawka pacjenta wynosi 100 mA, a dawka na obraz wynosi 150 mA. Dlatego zastosowanie technologii spiralnej może poprawić rozdzielczość kontrastu, wybierając wysoką wartość mAs. W takim przypadku możliwe staje się zwiększenie kontrastu obrazu, rozdzielczości tkanki (klarowność obrazu) poprzez zmniejszenie grubości plasterka i wybranie takiego kroku i długości odstępu helisy, aby zmniejszyć dawkę pacjenta! Zatem można uzyskać dużą liczbę plastrów bez zwiększania dawki lub obciążenia lampy rentgenowskiej.

Technologia ta jest szczególnie ważna przy konwersji otrzymanych danych na rekonstrukcje dwuwymiarowe (strzałkowe, krzywoliniowe, koronalne) lub trójwymiarowe.

Dane pomiarowe z detektorów są przekazywane, profil po profilu, do elektronicznej części detektora jako sygnały elektryczne odpowiadające rzeczywistemu tłumieniu promieni rentgenowskich. Sygnały elektryczne są digitalizowane, a następnie przesyłane do procesora wideo. Na tym etapie rekonstrukcji obrazu stosowana jest metoda „przenośnika”, polegająca na wstępnym przetwarzaniu, filtrowaniu i inżynierii odwrotnej.

Przetwarzanie wstępne obejmuje wszystkie poprawki wprowadzone w celu przygotowania uzyskanych danych do odzyskiwania obrazu. Na przykład korekcja prądu ciemnego, sygnału wyjściowego, kalibracji, korekcji ścieżki, zwiększenia sztywności promieniowania itp. Korekty te są dokonywane w celu zmniejszenia zmian w działaniu lampy i detektorów.

Filtrowanie wykorzystuje wartości ujemne do poprawienia rozmycia obrazu, nieodłącznie związane z inżynierią odwrotną. Jeśli na przykład skanowany jest cylindryczny fantom wodny, który jest odtwarzany bez filtrowania, jego krawędzie będą bardzo niejasne. Co się dzieje, gdy osiem profili tłumienia nakłada się na siebie, aby przywrócić obraz? Ponieważ część cylindra jest mierzona przez dwa połączone profile, zamiast rzeczywistego cylindra, uzyskuje się obraz w kształcie gwiazdy. Wprowadzając wartości ujemne poza dodatnim składnikiem profili tłumienia, można uzyskać, że krawędzie tego cylindra stają się przezroczyste.

Inżynieria wsteczna redystrybuuje zminimalizowane dane skanowania do dwuwymiarowej matrycy obrazu, wyświetlając uszkodzone sekcje. Robi się to, profil według profilu, aż do zakończenia procesu odtwarzania obrazu. Matryca obrazu może być reprezentowana jako szachownica, ale składająca się z 512 x 512 lub 1024 x 1024 elementów, zwykle nazywanych „pikselami”. W wyniku inżynierii odwrotnej każdy piksel dokładnie odpowiada danej gęstości, która na ekranie monitora ma różne odcienie szarości, od jasnego do ciemnego. Im jaśniejsza część ekranu, tym większa gęstość tkanki w pikselu (na przykład struktury kości).

[18], [19]

Wpływ napięcia (kV)

Gdy badany region anatomiczny charakteryzuje się wysoką zdolnością absorpcji (na przykład tomografia komputerowa głowy, obręczy barkowej, kręgosłupa piersiowego lub lędźwiowego, miednicy lub po prostu pełnego pacjenta), zaleca się stosowanie zwiększonego napięcia lub, zamiast tego, wyższych wartości mA. Wybierając wysokie napięcie na lampie rentgenowskiej, zwiększasz sztywność promieniowania rentgenowskiego. W związku z tym promienie rentgenowskie są znacznie łatwiejsze do penetracji w obszarze anatomicznym z wysoką zdolnością absorpcji. Pozytywną stroną tego procesu jest redukcja niskoenergetycznych składników promieniowania, które są absorbowane przez tkanki pacjenta bez wpływu na pozyskiwanie obrazu. Wskazane może być użycie niższego napięcia do badania dzieci i śledzenia bolusa KB niż w standardowych instalacjach.

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

Prąd rurowy (mAs)

Prąd, mierzony w miliamperach-sekundach (mAc), wpływa również na dawkę ekspozycji pacjenta. Dla dużego pacjenta, aby uzyskać obraz wysokiej jakości, wymagany jest wzrost natężenia prądu lampy. Zatem tęgi pacjent otrzymuje większą dawkę promieniowania niż, na przykład, dziecko o zauważalnie mniejszych rozmiarach ciała.

Obszary ze strukturami kostnymi, które bardziej pochłaniają i rozpraszają promieniowanie, takie jak obręcze barkowe i miednica, potrzebują więcej prądu niż w przypadku szyi, jamy brzusznej szczupłej osoby lub nogi. Ta zależność jest aktywnie wykorzystywana w ochronie przed promieniowaniem.

Czas skanowania

Należy wybrać najkrótszy czas skanowania, zwłaszcza podczas badania jamy brzusznej i klatki piersiowej, gdzie skurcze serca i perystaltyka jelit mogą pogorszyć jakość obrazu. Poprawia się również jakość badania CT, ponieważ zmniejsza się prawdopodobieństwo mimowolnych ruchów pacjenta. Z drugiej strony może zaistnieć konieczność dłuższego skanowania, aby zebrać wystarczającą ilość danych i zmaksymalizować rozdzielczość przestrzenną. Czasami wybór dłuższego czasu skanowania ze zmniejszeniem natężenia prądu jest celowo wykorzystywany w celu przedłużenia żywotności lampy rentgenowskiej.

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

Rekonstrukcja 3D

Ze względu na to, że objętość danych dla całego obszaru ciała pacjenta jest zbierana podczas tomografii spiralnej, wizualizacja złamań i naczyń krwionośnych znacznie się poprawiła. Zastosuj kilka różnych metod rekonstrukcji trójwymiarowej:

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

Projekcja maksymalnej intensywności (projekcja maksymalnej intensywności), MIP

MIP to matematyczna metoda, za pomocą której hiperintensywne woksele są wyodrębniane z dwuwymiarowego lub trójwymiarowego zestawu danych. Voxele są wybierane z zestawu danych uzyskanych przez jod pod różnymi kątami, a następnie wyświetlane jako obrazy dwuwymiarowe. Efekt trójwymiarowy uzyskuje się przez zmianę kąta projekcji małym krokiem, a następnie wizualizację zrekonstruowanego obrazu w krótkich odstępach czasu (tj. W trybie dynamicznego oglądania). Ta metoda jest często stosowana w badaniach naczyń krwionośnych z poprawą kontrastu.

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

Rekonstrukcja wielopłaszczyznowa, MPR

Ta technika umożliwia rekonstrukcję obrazu w dowolnej projekcji, czy to koronalnej, strzałkowej czy krzywoliniowej. MPR jest cennym narzędziem w diagnostyce złamań i ortopedii. Na przykład tradycyjne przekroje osiowe nie zawsze zapewniają pełną informację o złamaniach. Najsubtelniejsze złamanie bez przemieszczania fragmentów i zakłócanie płytki korowej można skuteczniej wykryć za pomocą MPR.

[41], [42]

Trójwymiarowa rekonstrukcja zacieniowanych powierzchni (Display Shaded Display), SSD

Ta metoda odtwarza powierzchnię organu lub kości zdefiniowaną powyżej danego progu w jednostkach Hounsfielda. Wybór kąta obrazu, jak również położenie hipotetycznego źródła światła, jest kluczowym czynnikiem dla uzyskania optymalnej rekonstrukcji (komputer oblicza i usuwa cienie z obrazu). Złamanie dystalnej części kości promieniowej, wykazane przez MPR, jest wyraźnie widoczne na powierzchni kości.

Trójwymiarowy SSD jest również używany przy planowaniu zabiegu chirurgicznego, jak w przypadku urazowego złamania kręgosłupa. Zmieniając kąt obrazu, łatwo jest wykryć złamanie kompresyjne kręgosłupa piersiowego i ocenić stan otworów międzykręgowych. Te ostatnie można zbadać w kilku różnych projekcjach. Na strzałkowym MND widoczny jest fragment kości, który jest przemieszczany do kanału kręgowego.

Podstawowe zasady czytania tomogramów obliczeniowych

• Orientacja anatomiczna

Obraz na monitorze nie jest tylko dwuwymiarowym wyświetlaniem struktur anatomicznych, zawiera dane o średniej wielkości absorpcji promieniowania rentgenowskiego przez tkanki, reprezentowanej przez macierz składającą się z 512 x 512 elementów (pikseli). Kawałek ma pewną grubość (d _S ) i jest sumą pierwiastków sześciennych (wokseli) tego samego rozmiaru, połączonych w matrycę. Ta funkcja techniczna leży u podstaw efektu głośności prywatnej, wyjaśnionego poniżej. Uzyskane obrazy są zazwyczaj widokiem od dołu (od strony ogonowej). Dlatego prawa strona pacjenta znajduje się na obrazie po lewej stronie i odwrotnie. Na przykład wątroba znajdująca się w prawej połowie jamy brzusznej jest przedstawiona po lewej stronie obrazu. A organy po lewej stronie, takie jak żołądek i śledziona, są widoczne na zdjęciu po prawej stronie. Przednia powierzchnia ciała, w tym przypadku reprezentowana przez przednią ścianę brzucha, jest określona w górnej części obrazu, a tylna powierzchnia z kręgosłupem jest zdefiniowana poniżej. Ta sama zasada obrazowania jest stosowana w tradycyjnej radiografii.

• Efekty woluminu prywatnego

Sam radiolog ustawia grubość warstwy (d _S ). Do badań jamy piersiowej i jamy brzusznej zazwyczaj wybiera się 8–10 mm, a dla czaszki, kręgosłupa, orbit i piramid kości skroniowych 2–5 mm. Dlatego struktury mogą zajmować całą grubość wycinka lub tylko jego część. Intensywność koloru woksela na skali szarości zależy od średniego współczynnika tłumienia dla wszystkich jego składników. Jeśli struktura ma taki sam kształt na całej grubości plasterka, będzie wyglądać jasno, tak jak w przypadku aorty brzusznej i żyły głównej dolnej.

Efekt prywatnej objętości występuje, gdy struktura nie zajmuje całej grubości plasterka. Na przykład, jeśli sekcja zawiera tylko część trzonu kręgowego i część dysku, wówczas ich kontury okazują się rozmyte. To samo obserwuje się, gdy organ zwęża się wewnątrz plasterka. To jest powodem słabej definicji biegunów nerki, konturów żółci i pęcherza.

• Różnica między strukturą węzłową a rurkową

Ważne jest, aby móc odróżnić powiększone i patologicznie zmienione LN od naczyń i mięśni uwięzionych w przekroju. Może to być bardzo trudne do wykonania tylko w jednej sekcji, ponieważ struktury te mają tę samą gęstość (i ten sam odcień szarości). Dlatego należy zawsze analizować sąsiednie sekcje zlokalizowane czaszkowo i ogonowo. Po określeniu, ile sekcji ta struktura jest widoczna, można rozwiązać dylemat, czy widzimy powiększony węzeł lub mniej lub bardziej długą strukturę rurową: węzeł chłonny zostanie wykryty tylko w jednej lub dwóch sekcjach i nie będzie wizualizowany w sąsiednich. Aorta, żyła główna dolna i mięsień, na przykład biodrowo-lędźwiowy, są widoczne w całym szeregu obrazów czaszkowo-ogonowych.

Jeśli istnieje podejrzenie powiększonej formacji guzowatej w jednej sekcji, lekarz powinien natychmiast porównać sąsiednie sekcje, aby wyraźnie określić, czy ta „formacja” jest po prostu naczyniem lub mięśniem w przekroju. Ta taktyka jest również dobra, ponieważ daje możliwość szybkiego ustalenia efektu wolumenu prywatnego.

• Densytometria (pomiar gęstości tkanek)

Jeśli nie wiadomo, na przykład, czy płyn znaleziony w jamie opłucnej jest wysiękiem lub krwią, pomiar jego gęstości ułatwia diagnostykę różnicową. Podobnie densytometrię można zastosować do ogniskowych zmian w wątrobie lub miąższu nerek. Nie zaleca się jednak wyciągania wniosków na podstawie oceny pojedynczego woksela, ponieważ takie pomiary nie są bardzo wiarygodne. Dla większej niezawodności „obszar zainteresowania” powinien zostać rozszerzony, składający się z kilku wokseli w formacji ogniskowej, pewnej strukturze lub objętości płynu. Komputer oblicza średnią gęstość i odchylenie standardowe.

Powinieneś być szczególnie ostrożny, aby nie przegapić artefaktów zwiększonej sztywności promieniowania lub efektów głośności prywatnej. Jeśli formacja nie rozciąga się na całą grubość wycinka, wówczas pomiar gęstości obejmuje struktury przylegające do niej. Gęstość edukacji będzie mierzona poprawnie tylko wtedy, gdy wypełni całą grubość plasterka (d _S ). W tym przypadku jest bardziej prawdopodobne, że pomiary wpłyną raczej na samą edukację niż na sąsiednie struktury. Jeśli ds jest większe niż średnica formacji, na przykład ognisko o małym rozmiarze, doprowadzi to do manifestacji efektu określonej objętości na dowolnym poziomie skanowania.

• Poziomy gęstości różnych typów tkanek

Nowoczesne urządzenia są w stanie pokryć 4096 odcieni skali szarości, które reprezentują różne poziomy gęstości w jednostkach Hounsfielda (HU). Gęstość wody została arbitralnie przyjęta jako 0 HU, a powietrze jako 1000 HU. Ekran monitora może wyświetlać maksymalnie 256 odcieni szarości. Jednakże ludzkie oko jest w stanie rozróżnić tylko około 20. Ponieważ widmo gęstości tkanek ludzkich rozciąga się szerzej niż te raczej wąskie ramki, możliwe jest wybranie i dostosowanie okna obrazu, tak aby widoczne były tylko tkanki o wymaganym zakresie gęstości.

Średni poziom gęstości okna należy ustawić jak najbliżej poziomu gęstości badanych tkanek. Światło, ze względu na zwiększoną przewiewność, lepiej eksplorować w oknie z ustawieniami niskiego HU, podczas gdy dla tkanki kostnej poziom okna powinien być znacznie zwiększony. Kontrast obrazu zależy od szerokości okna: zwężone okno jest bardziej kontrastowe, ponieważ 20 odcieni szarości pokrywa tylko niewielką część skali gęstości.

Należy zauważyć, że poziom gęstości prawie wszystkich narządów miąższowych mieści się w wąskich granicach między 10 a 90 HU. Wyjątki są łatwe, dlatego, jak wspomniano powyżej, konieczne jest ustawienie specjalnych parametrów okna. W odniesieniu do krwotoków należy wziąć pod uwagę, że poziom gęstości nowo skoagulowanej krwi jest o około 30 HU wyższy niż świeżej krwi. Następnie poziom gęstości spada ponownie w obszarach starego krwotoku i w strefach lizy skrzepu krwi. Wysięk o zawartości białka większej niż 30 g / l nie jest łatwy do odróżnienia od transudatu (o zawartości białka poniżej 30 g / l) przy standardowych ustawieniach okna. Ponadto należy zauważyć, że wysoki stopień zbieżności gęstości, na przykład w węzłach chłonnych, śledzionie, mięśniach i trzustce, uniemożliwia ustalenie przynależności tkanki tylko na podstawie oceny gęstości.

Podsumowując, należy zauważyć, że zwykłe wartości gęstości tkanek są również indywidualne dla różnych ludzi i różnią się pod wpływem środków kontrastowych w krwi krążącej i narządzie. Ten ostatni aspekt ma szczególne znaczenie dla badania układu moczowo-płciowego i odnosi się do / we wprowadzeniu CV. Jednocześnie środek kontrastowy szybko zaczyna być wydalany przez nerki, co prowadzi do zwiększenia gęstości miąższu nerki podczas skanowania. Efekt ten można wykorzystać do oceny czynności nerek.

• Dokumentowanie badań w różnych oknach

Po otrzymaniu obrazu, aby udokumentować badanie, musisz przenieść obraz do filmu (zrób kopię). Na przykład, oceniając stan śródpiersia i tkanek miękkich klatki piersiowej, ustanawia się okno, aby mięśnie i tkanka tłuszczowa były wyraźnie widoczne w odcieniach szarości. Wykorzystuje miękkie, tkane okno o środku 50 HU i szerokości 350 HU. W rezultacie tkaniny o gęstości od -125 HU (50-350 / 2) do +225 HU (50 + 350/2) są przedstawione na szaro. Wszystkie tkaniny o gęstości poniżej -125 HU, takie jak płuca, wyglądają na czarne. Tkaniny o gęstości powyżej +225 HU są białe, a ich wewnętrzna struktura nie jest zróżnicowana.

Jeśli konieczne jest zbadanie miąższu płuc, na przykład, gdy guzki są wykluczone, środek okna powinien zostać zmniejszony do -200 HU, a szerokość zwiększona (2000 HU). Podczas korzystania z tego okna (okno płucne) struktury płuc o niskiej gęstości są lepiej zróżnicowane.

Aby osiągnąć maksymalny kontrast między szarą i białą materią mózgu, należy wybrać specjalne okno mózgu. Ponieważ gęstości szarości i istoty białej różnią się nieznacznie, okno tkanki miękkiej powinno być bardzo wąskie (80-100 HU) i o wysokim kontraście, a jego środek powinien znajdować się w środku wartości gęstości tkanki mózgowej (35 HU). Przy takich instalacjach niemożliwe jest zbadanie kości czaszki, ponieważ wszystkie struktury gęstsze niż 75-85 HU wydają się białe. Zatem środek i szerokość okna kostnego powinny być znacznie wyższe - odpowiednio około +300 HU i 1500 HU. Przerzuty w kości potylicznej uwidaczniają się tylko wtedy, gdy używana jest kość. Ale nie okno mózgu. Z drugiej strony, mózg jest prawie niewidoczny w oknie kości, więc małe przerzuty w substancji mózgowej będą niewidoczne. Zawsze musimy pamiętać o tych szczegółach technicznych, ponieważ w filmie w większości przypadków nie przenosimy obrazów we wszystkich oknach. Lekarz prowadzący badanie patrzy na obrazy na ekranie we wszystkich oknach, aby nie przegapić ważnych oznak patologii.

[43], [44], [45]