Компьютерная томография и количество срезов
16, 32 или 128: какое количество срезов лучше? Рядовой пациент, конечно, подумает, что чем больше, тем лучше. Давайте выясним, действительно ли такая логика уместна, когда речь идет о компьютерной томографии и количестве срезов во время исследования.
Что дает пациенту и специалисту высокое качество исследования на компьютерном томографе? Каким будет результат на аппаратах с разным количеством срезов? В этом материале вы узнаете о аргументированное мнение об этом от главного врача и рентгенолога TomoClinic.
Что такое КТ-срез?
Это изображение, которое аппарат получает за один оборот рентгеновской трубки вокруг объекта исследования. Количество срезов зависит от детектора (устройство, которое улавливает рентгеновское излучение). Существуют томографы с 1, 2, 4, 6, 8, 16, 32, 64, 128, 640 срезами.
Сколько срезов у компьютерных томографов в TomoClinic и почему?
В TomoClinic установлено 2 компьютерных томографа Toshiba Aquilion Large Bore, и оба — 16-срезовые. Эта система может выполнять широкий спектр сложных процедур обработки изображений. Она обеспечивает полный охват всех органов и дает изображение с высоким разрешением.
Степан Крулько, главный врач TomoClinic: «В Европе большинство онкологических центров также оборудованы именно 16-срезовыми компьютерными томографами. Аппараты с большим количеством срезов важны исключительно для выявления патологий сердечно-сосудистой системы. Когда контрастное вещество вводится с помощью инжектора, компьютерный томограф должен успеть отсканировать наличие контраста в сердечно-сосудистой системе. А для сканирования пациента с подозрением или имеющимся онкологическим заболеванием достаточно «золотого стандарта» диагностики — 16-срезового томографа. К тому же, в TomoClinic установлен дополнительный аппарат — инновационная ангиографическая система Toshiba Infinix-i Dual Plane. Именно здесь мы можем получать качественные 3D-изображения сердечно-сосудистой системы».
Больше срезов или меньше: в чем разница?
Эльмира Сокольцова, рентгенолог TomoClinic: «Принципиальной разницы в качестве изображения на 64, 32 или 16-срезовый аппаратах нет. Уже начиная с 1-срезового спирального поколения томографов можно получить все 3 сосудистые фазы сканирования органа или группы органов, конечно же, качество 3-мерных реконструкций будет отличаться от качества 4-срезовых аппаратов, но свою клиническую задачу они выполнят в полном объеме. Вся разница в том, что от количества рядов детекторов зависит время сканирования одной анатомической области (на 16-срезовом томографе это длится от 10 до 25 секунд, на аппаратах с 32 срезами скорость сканирования меньше)».
КТ-исследования нужно проходить исключительно по показаниям, которые определяет лечащий врач. Соответственно пациент обращается для диагностики на том томографе, на который его направит специалист.
Что дает точность аппарата даже с 16 срезами, как при КТ в TomoClinic?
Основой эффективной диагностики является прежде всего соблюдение всех фаз контрастирования, качественная обработка изображений, и, конечно же, правильная оценка полученных данных врачом-рентгенологом. Высокая точность нашего аппарата позволяет:
Например, благодаря точному современному оборудованию в TomoClinic мы получаем возможность отличить фиброзный узел, который является доброкачественным по своей природе и не несет риска для жизни пациента, от метастатического узла.
Для того, чтобы записаться на КТ-исследования организма, оставьте заявку на нашем сайте: https://tomoclinic.ua/
Консультанты ответят на ваши вопросы. Наш контакт-центр работает и в выходные. В субботу и в воскресенье консультанты готовы ответить на ваши вопросы так же, как и в будние дни, — записать вас на прием к врачу или на обследование.
Распространенные мифы о компьютерной томографии
Миф 1. При компьютерной томографии проводит анализ и выдает заключение программа без участия человека
Очень распространенное заблуждение. Анализ данных, полученных при КТ, осуществляется врачом, и заключение составляется им же. Конечно, существуют программы, облегчающие поиск патологии, например, очагов в легких (а также программы для определения степени выраженности гидроцефалии), однако они – на сегодняшний момент – не могут заменить живого интерпретатора.
Миф 2.Компьютерная томография позволяет достоверно выставить диагноз
И это утверждение неверно. КТ – очень высокоинформативный метод диагностики, но диагноз выставляет именно лечащий врач на основе данных всех исследований – лабораторных, рентгеновских, клинических. Не стоит пытаться с помощью КТ определить и гистологическую структуру, например, опухоли – это может сделать лишь квалифицированный гистолог.
Миф 3.Компьютерная томография показана при гастрите, колите и язвенной болезни желудка
Нет, для выявления данных заболеваний больше подходят другие методы исследования: ФГДС либо рентгеноскопия желудка для диагностики язвенной болезни, колоноскопия для диагностики колитов, анализ крови на антитела к helicobacterpylori для диагностики гастрита и т. д.
Миф 4. МРТ гораздо более информативный метод исследования по сравнению с КТ
И это тоже заблуждение. Для диагностики костной травмы, деструктивных, опухолевых процессов в костях – КТ гораздо более информативный метод исследования. В связи с высокой (по сравнению с МРТ) степенью визуализации изменений костной ткани и быстротой проведения он является методом выбора (и первоочередным исследованием) при черепно-мозговой травме, при спинальной травме, при повреждениях костей скелета и т.д.
Миф 5. При КТ очень высокое облучение
А вот это не совсем миф. Облучение действительно высокое, однако эффективная доза за одно исследование может колебаться от 0,1 мЗв (при томографии конечностей) до 30 мЗв (при томографии органов брюшной полости с контрастом). Если в первом случае эффективную дозу можно сравнить с дозой при однократной рентгенографии на пленке, то во втором случае – с полученной в результате 1000 и более цифровых рентгенографий.
Миф 6. Чем больше срезов – тем выше качество
И это не совсем так. Безусловно, 128-срезовые томографы позволяют анализировать более тонкие структуры тела, однако для использования в клинической практике «за глаза» хватает и 16-, 32-, 64-срезовых аппаратов. Увеличение же числа срезов закономерно приводит к большему времени сканирования и неоправданному повышению дозы.
Миф 7. КТ нужно делать всегда, когда есть сомнения в диагнозе
Разумеется, нет. Кроме КТ существует еще множество различных исследований, которые позволяют более достоверно диагностировать патологические состояния – например, фибробронхоскопия при подозрении на опухоль бронха. У компьютерной томографии своя область применения, и выполнять ее стоит лишь при наличии веских показаний.
Миф 8. КТ можно выполнять с профилактической целью
Действительно, скрининговые КТ могут иметь место (например, КТ грудной клетки толстыми срезами), однако, несмотря на их большую информативность по сравнению со «стандартной» флюорографией, мало где применяется в России – из-за относительной дороговизны и большего облучения пациента.
Миф 9. КТ с пероральным и внутривенным контрастированием одинаково эффективно
Зачастую вместо введения контраста в вену его принимают внутрь. Это неправильно в случае, когда необходимо определиться, например, с наличием мягкотканого компонента в кисте почки, и, тем более, выполнить ангиографию. Конечно, из желудка контраст (Ультравист, Омнипак и др.) поступает в кровь, но медленно, и при этом нельзя добиться «классического» разделения фаз на КТ. Здесь следует помнить: если речь идет о диагностике аневризм и опухолей, необходимо внутривенное введение контраста.
Миф 10. КТ и МРТ имеют одинаковый принцип работы
В обоих случаях идет речь о томографии – получении послойных изображений тела, но способ получения этих изображений в каждом случае разный. При МРТ изображения отражают, по сути, распределение ионов водорода (протонов) на срезе, а при КТ ткани различной для рентгеновских лучей плотности отображаются разными оттенками серого. При МРТ на человека воздействует сильное (0,3 – 1,5 Тл и более) магнитное поле, при КТ – электромагнитное излучение.
Виды КТ и наиболее популярные томографы
В современной медицине существует огромное количество исследований, каждое из которых имеет свою цель. Как правило, это диагностика заболеваний. Компьютерная томография занимает одно из первых мест в мире в данной области.
Виды КТ
Немалое значение имеет вид КТ и тип томографа. Существует 3 вида компьютерной томографии:
Спиральная. Рентгеновский луч движется по спирали.
Мультиспиральная. Ее, как правило, назначают в экстренных случаях. Это усовершенствованный вид сканирования, который позволяет в разы уменьшить время на проведение процедуры. Есть возможность делать около 250 срезов за 1 оборот.
КТ с контрастом. В основу контраста входит йод. Используется для более точного рассмотрения области обследования и обнаружения заболевания.
Наиболее популярные томографы
Непосредственно перед обследованием важно уточнить информацию о диагностическом центре, специалисте и томографе, ведь он имеет большое значение. Наиболее популярны разработки таких популярных производителей, как General Electeic, Philips, Toshiba, Siemens. Основным отличием является количество срезов, лучевая нагрузка и год выпуска. Наиболее популярными их разработками являются следующие томографы:
Philips MX – популярный томограф для бюджетного варианта. Изготовлен в 2004 году, количество срезом составляет 16. Содержит простейший интерфейс. В базу включен педиатрический и низкодозовый протокол, что позволяет его благополучно использовать в детской клинике или диагностическом центре. Есть возможность настройки толщины срезов, а скорость реконструкции позволяет получить 6 снимков в 1 секунду.
Siemens Somaton Emotion – аппарат с воздушной системой охлаждения. Пациент получает совсем небольшое количество лучевой нагрузки благодаря технологии CARE Dose4D. Аппарат выдает снимки в хорошем качестве. Количество срезов составляет 16.
Philips Brilliance 64 – усовершенствованный томограф, который позволяет делать 64 снимка в секунду. Идеально подойдет для обследования сердца, легких и головного мозга. Выпущен в 2008 году.
GE Optima CT 660 – аппарат, использующий только достоверные технологии (LightSpeed, Discovery). Количество срезов – 64. Отличительной особенностью является небольшой размер аппарата, что позволяет ее использовать в маленьких помещениях. Имеет массу преимуществ, удобен в использовании.
Siemens Definition AS 128 – устройство, на котором обследование проходит в минимальные сроки. Количество срезов в секунду составляет 128. Имеет минимальный процент облучения на пациента. Качественно диагностирует заболевания головы и тела. Вес пациента не должен превышать 210 килограмма.
Toshiba Aquilion 64 подходит для исследования всего тела пациента. Позволяет получить 64 среза толщиной 0,5 мм за 1 секунду. Пациент получает небольшую дозу лучевой нагрузки. Качество изображения не теряется в любой области осмотра.
GE LightSpeed 16 – томограф с широким туннелем. Поддерживает проверенную технологию LightSpeed. Есть возможность ведения удаленной связи. Позволяет обследовать примерно 17 пациентов в час.
Philips Ingenuity 128 – работает при использовании интегрированной технологии, которая снижает рентгеновскую нагрузку на больного (на 75%), при этом качество изображения остается неизменным. Экономит время на обследование. Позволяет вводить на 15% меньше контрастного вещества, нежели на иных томографах.
GE LightSpeed VCT XT 64 – одна из новейших разработок компании GE. Выдает снимки прекрасного качества (количество срезов – 64). Есть возможность оценки малых очагов поражения и сосудов. Выдерживает пациента с массой тела не более 225 килограммов. Благодаря цифровой системе сбора, выдаваемый шум сократился на 35%.
Сравнение компьютерных томографов
Сейчас широко обсуждается, насколько диагностическая ценность наивысших КТ систем оправдана по сравнению с их стоимостью. Может быть, достаточно использовать стандартные 64-канальные системы?
Результаты, полученные Imaging Technology News после консультации со специалистами в области сердечной визуализации, представлены ниже.
Лучшее в Медицинской визуализации
Однако в реальности существуют пациенты с аритмией, с учащенным сердцебиением и многими другими отклонениями. Он добавил, что в реальных условиях оптимальны быстро действующие и охватывающие большую область изображения высокотехнологичные системы. Это и послужило причиной приобретения университетом Чикаго 256-срезовых КТ систем Brilliance iCT system Philips.
320- cрезовый КТ покрывает область изображения в 16 см за один оборот гентри: он охватывает изображение всего сердца в течение одной фазы. 64-срезовый КТ производит съемку нескольких кадров и впоследствии сшивает их вместе. Пун объяснил, что изображения 64- cрезовых КТ, как правило, являются искаженными из-за многочисленных сшивок изображений, где часть сердца или сосуда смещена из-за сердечного сокращения. Движения стола в ходе работы 64-срезового томографа может также создать погрешности. Он также добавил, что Siemens и другие производители используют непрерывное перемещение стола. Сканеры GE Healthcare перемещаются поэтапно в процессе сканирования. Aquilion One использует стационарные столы, поскольку объем изображения достаточно велик.
Необходимы серьезные доказательства
В последние годы достоинства и недостатки выпуска 256- и 320-срезовых систем широко обсуждаются, но Мин твердо возразил: «Перед тем как медицинские учреждения начнут массово закупать высокотехнологичные КТ, важно клинически доказать необходимость их использования «. Мин утверждает, что не существует опубликованных исследований о том, как 320-cрезовые КТ диагностически превосходят 64-срезовые системы. «Мы должны показать, что 320-срезовая компьютерная томография имеет определенное диагностическое преимущество перед 64-срезовой».
Искажение результатов КТ имеет место и при использовании более высокотехнологичного оборудования. Он пояснил, артефакты движения возникают и при работе с 256- или 320-срезовыми системами.
Стресс-тесты на КТ
Мин заявил, что по сравнению с 64-срезовыми томографами высокотехнологичные КТ системы имеют преимущества в визуализации перфузии, так как они способны изображать сразу все сердце. До сих пор только 64-срезовые системы применялись для КТ-перфузии. Необходимы клинические исследования, чтобы доказать, что высокотехнологичные системы могут быть использованы для высококачественной визуализации перфузии сердца. Эти системы также могут использоваться и для КТ-перфузии печени и головного мозга. В этом случае при совмещении множества функций высокая стоимость систем оправдана.
320-срезовый КТ Aquilion One может совершить сканирование всего тела за три секунды, а сканирование сердца менее чем за половину секунды. Пун добавил, что эта скорость и охват позволяет выполнять исследования сердца с использованием аденозина, что в первую очередь предназначалось только для магнитно-резонансной томографии (MRI) и ядерных изображений.
Пространственное разрешение в противопоставление количеству срезов
Рисунок 1. Компьютерный томограф
64-срезовые КТ системы GE Healthcare LightSpeed CT750 High Definition (HD) гораздо быстрее, чем стандартные 64-срезовые системы. Особенностью Gemstone technology является адаптивное статистическое итерационное восстановление (ASIR).
Рисунок 2. Качество изображения
Пользователи сообщают, что качество изображения 320-срезового КТ Aquilion One Toshiba обеспечивает точный диагноз, потому что изображение не имеет артефактов, присущих сшитым изображениям 64-срезовых систем. Сердце может быть исследовано в одном объеме данных в течение одного сокращения.
Компьютерная томография
Компьютерная томография – рентгеновский метод исследования, позволяющий:
получать изображения срезов объекта
в различных плоскостях (2D)
строить объемные модели (3-4D)
Потенциально КТ может быть проведена для исследования любого органа/области. Наиболее востребовано применение КТ:
— в неврологии и нейрохирургии;
— в хирургии грудной клетки и брюшной полости;
— в онкологии и фтизиатрии;
— в травме и ортопедии;
— при оказании экстренной помощи в приемных отделениях;
— в кардиологии и сосудистой хирургии.
1.2. КТ как исследование
КТ позволяет получить раздельные изображения практически любых срезов исследуемого объекта.
Основные преимущества КТ перед традиционными методами рентгенодиагностики – это:
— отсутствие теневых наложений, т.к. изображение не проекционное;
— более высокая точность измерений;
— широкая область исследования пациента;
— существенно более высокая контрастная чувствительность.
1.3.Состав компьютерного томографа
КТ портального типа представляет собой стационарную рентгеновскую систему. Во время съемки излучатель и приемник синхронно вращаются вокруг пациента.
— устройство гентри – кольцевой штатив, внутри которого расположены излучатель, приемник и РПУ;
— стол пациента с подвижной декой, автоматически продвигающейся вперед по мере исследования;
— программно-аппаратный комплекс для управления исследованием, получения и реконструкции изображений, дальнейшей работы с ними – консоль (АРМ) оператора, АРМ врача, сервер.
При КТ происходит сканирование пациента пучком рентгеновского излучения (РИ) в различных направлениях. Излучатель и приемник синхронно двигаются по кругу.
Стол в процессе съемки поступательно перемещается внутрь гентри, что обеспечивает последовательную съемку области исследования. Различают следующие типы сканирования:
— пошаговый режим съемки, при котором сканирование выполняется по схеме: оборот трубки => продвижение стола на шаг => съемка => следующий оборот трубки и т.д., пока не исследована вся необходимая область. Шаг стола в этом случае равен размеру приемника. Пошаговый режим используется для исследований, которые требуют получение изображений с высоким пространственным разрешением;
— спиральный режим съемки, при котором непрерывное синхронное вращение трубки и детектора совмещено с непрерывным поступательным движением стола. Спиральное сканирование используют для съемки областей, требующих быстрого исследования (например, ОГК).
— для исследований, когда необходимо снимать одну и ту же область в течение некоторого времени (например, для отслеживания распределения контраста в зоне интереса), используется динамический режим съемки, при котором одна и та же область снимается постоянно.
При КТ каждая точка объекта снимается с множества различных углов. В каждой проекции на детекторе производится измерение излучения. Результаты преобразовываются в цифровую форму, после чего производится компьютерный синтез каждого среза по всем его измерениям. Затем производится построение изображения исследуемого среза и вывод его на монитор.
Основной инструмент первичной КТ-визуализации – анализ поперечных (аксиальных) срезов.
В дополнение к поперечным срезам могут быть построены изображения срезов, ориентированных в любой другой плоскости, а также произведено построение объемной модели объекта.
1.5. Толщина среза сканирования
Построение двумерного изображения слоя возможно из срезов в диапазоне 0,5-10 мм. Тонкими считаются срезы 1-1,5мм, очень тонкими – менее 1 мм.
Выбор необходимой толщины зависит от вида исследования и от размера объектов, которые необходимо визуализировать.
1.6. Временная разрешающая способность (ВРС)
ВРС – время, затраченное на сбор данных, необходимых для построения изображения. Высокая ВРС позволяет быстро производить съемку и быстро получать изображение. Преимущества высокой ВРС:
— возможность качественной съемки сердца;
— возможность просканировать протяженные области на одной задержке дыхания, что особенно важно пациентам, которым трудно задерживать дыхание – детям, пациентам в тяжелом состоянии;
— провести исследование с высокой скоростью пациентам в критическом состоянии;
— избежать появления артефактов из-за движений пациента (опять же, в первую очередь – это дети) и движения органов;
— снижение риска пропуска патологий за счет съемки на разных стадиях движения органов (например, смещение легких из-за съемки на разных вдохах, которые могут отличаться по глубине);
— повышение точности «попадания» в нужную фазу контрастирования, возможность съемки за один оборот нескольких фаз контрастного усиления.
ВРС зависит не только от скорости оборота гентри, но и от размера области, которая может быть обследована за один оборот, и от скорости считывания информации.
В настоящий момент наиболее распространены КТ третьего поколения – спиральные многосрезовые КТ (МСКТ), для которых характерно:
— непрерывное синхронное вращение трубки и детектора совмещено с непрерывным поступательным движением стола.
— детектор состоит из несколько рядов, что позволяет за один оборот трубки сканировать бОльшую область и получать большее количество срезов (до 640).
Непрерывное движение системы при сканировании и многорядность детектора значительно сократили время исследования. Высокая скорость сканирования позволяет получать более четкие изображения с меньшими артефактами от физиологических движений, т.е. улучшается качество изображений движущихся органов грудной клетки, брюшной полости. Возможность быстро обследовать объекты большой протяженности позволяет производить качественные исследования сосудов и проводить сканирование на одной задержке дыхания.
1.8. Количество рядов и количество полученных срезов
В связи с тем, что слишком дорого оснащать каналом передачи данных каждый отдельный ряд детектора, в некоторых КТ используется считывание и оцифровка сигналов от нескольких рядом расположенных элементов – то есть количество рядов детектора не всегда равно количеству каналов считывания. Именно от количества каналов считывания, а не от количества рядов детектора зависит максимально возможное количество получаемых срезов. Таким образом, не всегда количество рядов = максимальному количеству срезов.
Например, при 8 рядах детекторов может быть:
— 4 канала считывания. Соответственно, за 1 оборот можно получить не более 4 срезов.
— 8 каналов считывания. Соответственно, за 1 оборот можно получить до 8 срезов.
Вариант, когда количество каналов считывания не соответствует количеству рядов, уменьшает себестоимость модели.
1.9. Плюсы увеличения области исследования
Чем больше размер детектора, тем большая область может быть просканирована за один оборот. Использование детектора большого размера в сочетании с высокой скоростью оборота гентри позволяет очень быстро произвести съемку достаточно протяженной области. Это качество особенно важно для следующих исследований:
— компьютерная ангиография (если покрытие маленькое, сканирование занимает больше времени. За это время контраст может полностью уйти из зоны интереса и потребуется его повторное введение и повторное сканирование);
— исследования сердца (нужно успевать произвести сканирование в промежутках между сокращениями);
— исследования детей (т.к. им трудно не шевелиться и задерживать дыхание);
— исследования пациентов с тяжелыми травмами, в критических состояниях.
Для исследований сердца наиболее подходящими являются CT от 64 срезов. Сейчас 32-срезовые модели используются для кардиосъемки в неспециализированных ЛПУ, а в специализированных – CT от 64 срезов..
В настоящее время выпускаются CT с количеством рядов от 2 до 320. Минимальная ширина элемента детектора составляет 0,5-0,75 мм.
CT, позиционирующиеся как 640-срезовые, на самом деле являются 320-срезовыми моделями с программным удвоением.
Примерное разделение специализации CT по количеству срезов:
— 2-4 среза (крайне редко 10) – уходящие аппараты, могут использоваться для исследования конечностей, позвоночника, брюшной полости. У многих из них не хватает скорости качественно провести контрастные исследования, на них невозможно качественно снять грудную клетку из-за длительного времени сканирования. Могут использоваться для скорой помощи (с ограничениями – ОГК, головной мозг).
— 16-32 – все исследования, кроме сердца (на 32 потенциально возможно, но лучше от 64), для любого учреждения.
— 64-128 срезов – дает преимущества для полноценной съемки сердца.
— выше 128 – для использования в экспериментальной медицине, для крупных научных центров.
2.1. Принцип получения изображения
Если двумерное плоское изображение состоит из пикселей (прямоугольников), то элемент объемного изображения – воксел (параллелепипед).
Каждый воксел характеризуется определенной степенью поглощения излучения, которая зависит от плотности тканей. Множество проекций воксела, полученных под разными углами, позволяет точно рассчитать его плотность. Такой расчет производится для каждого просвечиваемого воксела.
В итоге реконструированный слой проецируется на монитор как двухмерное изображение.
За счет того, что при КТ рассчитываются параметры для каждой отдельно взятой точки, КТ-изображение гораздо контрастнее теневых рентгеновских изображений – примерно в 200 раз.
2.2. Визуализация плотности тканей
2.2.1. Шкала Хаунсфилда
Цифровая шкала, отражающая плотность воксела, называется шкалой Хаунсфилда. То есть фактически эта шкала отражает используемый в КТ диапазон оптических плотностей.
В таблице приведены примеры плотности некоторых тканей в единицах по шкале Хаунсфилда (НU).
поджелудочная железа, почки
В связи с тем, что все оттенки шкалы Хаунсфилда глаз различить не в состоянии, при просмотре шкала серого придается ограниченному интервалу шкалы НU. «Окно» в КТ – интервал отображаемой плотности по шкале НU (в рутинной рентгенодиагностике это понятие соответствует отображаемому интервалу динамического диапазона).
Для каждого типа тканей характерен свой диапазон плотности, и, соответственно, свое окно – например, окно для просмотра костной структуры, окно для просмотра легочной ткани и т.д.
Чаще всего при диагностике необходимо использовать минимум два окна. Например, при подозрении на опухоль мозга с помощью мозгового окна выявляют наличие опухоли в веществе мозга, а помощью костного – определяют прорастание опухоли в кости черепа.
2.3. Реконструкция изображений
После получения данных со всех проекций производится реконструкция изображений.
2.3.1. Первичная реконструкция
Первичная реконструкция срезов – простейший инструмент КТ-диагностики, при котором получают 2D изображения срезов.
2.3.2. Вторичная реконструкция
После анализа 2D изображения можно реконструировать срезы с другими параметрами (отличными от установленных перед исследованием – например, с другой толщиной), а также использовать другие виды реконструкций – построение изображений срезов в различных произвольных плоскостях, построение объемных моделей и пр.
2.4. Параметры качества КТ-изображения
2.4.1. Пространственная разрешающая способность (ПРС)
Высокая ПРС обеспечивает четкую визуализацию мелких деталей. Пространственная разрешающая способность (далее – «разрешение») в основном определяется размером пикселя детектора. Среднее разрешение КТ – 1,5-3 пл/мм, наиболее распространенный показатель 2-2,5 пл/мм.. При сравнении разрешения рентгеновских изображений необходимо всегда помнить, что в КТ принято указывать разрешение в линиях или в парах линий на см, а не на мм.
Также в КТ пространственное разрешение может обозначаться не посредством количества линий, а через функцию MTF, дающую представление об изменении амплитуды сигнала в зависимости от разрешения. Чем ниже показатель MTF – тем выше разрешение изображения. Относительно невысокое пространственное разрешение КТ компенсируется очень высоким контрастным разрешением, существенно более высоким по сравнению с обычными рентгеновскими изображениями.
«КТ с высоким разрешением» не является каким-то отдельным видом КТ. Под этим термином понимается совокупность мер, направленных на увеличение качества итоговых изображений. Чаще всего это:
— съемка на малом фокусном пятне,
— выбор максимально тонкого среза.
Наиболее высокое разрешение требуется при исследовании легких и костей (детализация костной структуры).
2.4.2. Контрастная разрешающая способность (КРС)
Высокая КРС обеспечивает видимость близко расположенных объектов, незначительно отличающихся по плотности.
Под низкоконтрастной КТ понимают не получение низкоконтрастного изображения, а возможность выявления на изображении низкоконтрастных деталей. Наиболее важно это при исследовании мягких тканей.
2.4.3. Отсутствие артефактов
Артефакты при КТ могут возникать по множеству причин – движение пациента, металлические включения, недостаточность данных и т.д.
Наиболее существенной проблемой остается наличие металла в тканях, что накладывает ограничение на исследования пациентов с металлическими конструкциями (например, после переломов).
Для снижения выраженности артефактов используются в основном специальные способы предобработки изображения (фильтры).
I. ПРОВЕДЕНИЕ И ПАРАМЕТРЫ КТ-ИССЛЕДОВАНИЯ
3. Этапность КТ-исследования
Стандартные этапы КТ-исследования:
— Позиционирование пациента и штатива.
— Обзорное сканирование, получение топограммы.
— Планирование точной области исследования по топограмме.
— Выбор параметров исследования.
— Основное сканирование, сбор и обработка данных.
— Реконструкция. Предварительная оценка достаточности полученных данных.
— При необходимости – повторное сканирование. Если дополнительного исследования не требуется – сохранение результатов, отправка на сервер или АРМ врача.
— Анализ результатов. Дополнительные реконструкции.
4. Подготовка и обзорное сканирование
4.1. Подготовка к исследованию
В большинстве случаев специализированной подготовки пациента не требуется. Пациент при исследовании находится в сознании. В случаях серьезных психических расстройств возможно применение легких успокаивающих препаратов.
Для предупреждения появления артефактов необходимо, по возможности, изъять у пациента все металлические предметы.
4.2. Положение пациента и штатива
Стандартное положение пациента – лежа на спине, головой по направлению к гентри. В большинстве случаев гентри находится в прямом положении, без наклона. Довольно часто при КТ необходима задержка дыхания, чтобы избежать нечеткости изображения от движения органов.
При исследовании желательно поместить интересующую область в центр поля (аналогично, как и при обычных рентгеновских исследованиях).
4.3. Обзорное сканирование, получение топограммы
Топограмма выглядит как обычный рентгеновский снимок. С помощью топограммы определяется область исследования, позиционируется пациент и стол, ориентируется гентри по отношению к плоскости, в которой лежат интересующие структуры.
Для получения топограммы трубка и детектор фиксируются, передвигается только стол (принцип получения изображения – аналогично сканирующим рентгенографическим системам). Обычно топограмма снимается в прямой и/или боковой проекции.
5. Параметры основного сканирования
5.1. Область исследования
5.1.1. Длина и ширина сканирования
Область сканирования выбирается прямо на топограмме расширением или сужением границ виртуальной прямоугольной «рамки». Некоторые модели КТ позволяют увеличить зону сканирования за пределы топограммы – путем прибавления определенного количества срезов в сторону по направлению к гентри и от гентри. Это полезная возможность, если при съемке топограммы нужная область не захвачена целиком.
5.1.2. Поле сканирования
В связи с тем, что приемник и излучатель описывают окружность вокруг пациента, то полноценному сканированию подвергается ограниченная область. Эта область называется полем сканирования (SFOV). Вне этой области невозможно собрать достаточное количество данных.
Максимальное поле сканирование одинаково практически у всех производителей и составляет 50 см.
Мультисканирование используется в тех случаях, когда одному пациенту необходимо исследование разных анатомических областей, например черепа и брюшной полости. В этом случае производится последовательное их сканирование – сканируется сначала одна, а затем другая область.
5.2.1. Основные понятия
На рисунке схематично изображено исследование на КТ с шириной элемента детектора (ШЭД) 1 мм. При сканировании будут считываться данные со срезов толщиной 2 мм. Предположим, что нужная область будет исследована за 1 оборот трубки. Реконструкция среза будет проведена с толщиной 4 мм.
Толщина среза, с которым производится сканирование и с которого считываются данные, называется толщиной среза сканирования и обозначена на рисунке S. При высоком значении S сканирование производится с толстыми срезами, при уменьшении S – сканирование с тонкими срезами.
Толщина, с которой будет проведена первичная реконструкция срезов, называется эффективной толщиной среза, обозначена на рисунке SW.
Реконструкция среза может быть произведена с толщиной, равной или большей, чем толщина среза сканирования. То есть в приведенном примере мы не можем реконструировать срез с толщиной менее 2 мм.
5.2.2. Необходимое значение толщины среза
При сканировании тонкими срезами пространственная разрешающая способность будет максимальной, при этом контраст будет ниже. Поэтому при выборе толщины среза сканирования нужно соблюсти разумный баланс между разрешением и контрастом.
Возможные варианты значения S, и SW определяются производителем, а не выбираются произвольно. Например, в некоторых моделях КТ с четырьмя рядами детекторов шириной 1 мм значения S могут быть равны 1 и 2, а значение 3 мм выбрано быть не может.
5.3. Параметры экспозиции
Логика выбора параметров кВ и мАс при КТ, в принципе, аналогична логике при обычных рутинных Rg исследованиях.
Для исследований, при которых не требуется высокое контрастное разрешение, используются более низкие значения мАс.
5.4. Использование контраста при КТ
5.4.1. Цели применения контраста при КТ
Контрастирование производится для лучшей визуализации органов с низкой естественной контрастностью. Также контрастирование позволяет провести оценку динамики прохождения контраста – отследить прохождение контраста за определенный промежуток времени, позволяет оценить распространение и накопление контраста тканями (например, большинство опухолей и метастазов активно накапливают контраст).
5.4.2. Прием контраста внутрь
Прием контраста внутрь практикуется для исследования ЖКТ, а также для исследования других органов брюшной полости и малого таза – для того, чтобы дифференцировать кишечник от других органов. Применяется редко.
5.4.3. Внутривенное введение контраста
Внутривенное (в/в) введение контраста применяется для:
— оценки кровоснабжения органов;
— поиска наличия и источника внутреннего кровотечения;
— поиска очаговых изменений (наиболее часто – в печени).
Контраст может вводиться вручную или с помощью инжектора – автоматического шприца, на котором можно запрограммировать количество контраста, скорость его введения и прочие параметры.
При необходимости можно установить задержку начала съемки от момента начала ввода контраста – чтобы контраст успел дойти до зоны интереса.
Обычные стандартные инжекторы – одноколбовые. В колбу заправляется контраст. Колбы могут быть одноразовыми и многоразовыми.
Помимо контраста, при CT-исследованиях дополнительно вводят физраствор (после контраста). Физраствор используется для «проталкивания» болюса и для «запирания» контраста, чтобы он не размывался кровотоком. Это позволяет снизить количество контраста, что важно и точки зрения стоимости исследования, и с точки зрения здоровья пациента.
Использование физраствора актуально для всех исследований, но особенно это необходимо при исследованиях с небольшим объемом контраста, например, для кардиоисследований – при съемке сердца контраст может вводиться несколько раз небольшими количествами.
Если инжектор с одной колбой, то в колбу последовательно набирается контраст и физраствор (последовательность зависит от того, куда направлена верхушка колбы) – так, чтобы физраствор «лежал» слоем на контрасте. При этом сложно полностью избежать смешения слоев.
Двухголовочные инжекторы позволяют одновременно использовать две разные колбы – одну для контраста, вторую – для физиологического раствора.
При использовании бесколбового инжектора колбы вообще не нужны – в него можно заряжать заводские флаконы. Это сокращает время подготовки к исследованию, позволяет исключить процесс обработки многоразовых колб, при использовании одноразовых колб – обеспечивает существенную экономию. Все бесколбовые инжекторы – двухголовочные.
5.5. Протоколы исследования
В КТ заложены готовые протоколы исследований с готовым набором параметров, аналогично программам органоавтоматики в аппаратах рутинного рентгена. В протоколах бОльшая часть параметров может быть изменена, например, выбрана другая толщина среза и т.д.
Обычно протоколы разделяются по следующим уровням:
— Выбор типа сканирования – пошаговое или спиральное.
— Выбор детского или взрослого протокола.
— Выбор области исследования – голова, грудная клетка и т.п. Детализация довольно укрупненная – отдельным видом выделяются немногие специфические исследования, например, перфузия головного мозга.
В протоколах бОльшая часть параметров может быть изменена. Изменения могут быть сохранены в этом же протоколе, измененный протокол можно сохранить как новый, также можно изменить параметры только для конкретного текущего исследования.
6. Реконструкция данных
6.1. Порядок реконструкции
В большинстве систем используется следующий порядок построений:
— На АРМ (консоли) оператора производится первичная реконструкция срезов с параметрами, заданными перед исследованием. Оценивается достаточность полученной информации – не нужно ли проводить повторное сканирование (на этом этапе присутствует врач). При необходимости используется MPR или объемная реконструкция для оперативной диагностики. Затем данные пересылаются на АРМ врача или сервер.
— На АРМ врача осуществляется более тщательная работа с изображениями. При необходимости производится дальнейшее изменение толщины слоя, использование расчетных модулей, применение MPR и объемной реконструкции
В отличие от рутинного рентгена, АРМ оператора компьютерного томографа имеет большой набор различных функций для реконструкции изображения. Это необходимо для того, чтобы можно было сразу сделать первичную оценку и, при необходимости, провести дообследование.
6.2. Мультипланарная реконструкция
MPR может производиться как в стандартно ориентированных плоскостях, так и в произвольных – косых, искривленных и т.д. При MPR толщина реконструируемого среза выбирается произвольно – по необходимости, в зависимости от размеров объектов, которые нужно визуализировать. MPR позволяет реконструировать не только срезы стандартной ориентации, но и произвольные: боковые, косые, ломаные, изогнутые. MPR также позволяет реконструировать срезы с другой толщиной.
Преимущества MPR – это:
— возможность выбора среза, ориентированного наилучшим для анализа образом;
— возможность выбора срезов различной толщины.
Данный метод востребован практически для всех исследований.
6.3. Объемная реконструкция
Объемные модели ценны тем, что предоставляют возможность изучения пространственного расположения исследуемых объектов. Ценность объемных моделей очень высока для планирования операций, т.к. они позволяют оценить точное расположение объекта, близость крупных сосудов, объем оперативного вмешательства. Также благодаря данному методу, можно провести некоторые исследования без обычного инструментального вмешательства (например, виртуальная эндоскопия, ангиография).
Объемная визуализация или рендеринг – VR (volume rendering) – метод создания объемных моделей. VR позволяет получить разнообразные объемные модели не только отдельно взятых органов, но и органов в их естественном окружении.
Технология 4D реконструкции позволяет получать объемные модели органов в реальном режиме – например, объемную модель сердца с визуализацией его реальных сокращений. То есть при использовании данного метода мы получаем не только объемную, но и движущуюся модель.
Данный метод относительно новый, находится фактически в стадии опытной эксплуатации. Клиническая ценность 4D пока не подтверждена.
7. Общие сведения о КТ-исследованиях
7.1. Стандартная визуализация
Стандартное КТ-исследование представляет собой спиральное или пошаговое сканирование с последующей реконструкций 2D-изображений срезов нужной ориентации, мультипланарной или объемной реконструкция. Для многих случаев стандартной визуализации вполне достаточно. Но существует ряд заболеваний, при которых необходимо проведение специализированных КТ-исследований, которые описаны ниже.
7.2. КТ-ангиография (КТА)
7.2.1. Применение КТА
КТА, аналогично обычной (=инвазивной, «прямой», катетеризационной) ангиографии, применяется как для оценки состояния самих сосудов (наличие стенозов, аневризм и прочих патологий), так и для исследования органов (например, с помощью КТА можно обнаружить разрастание сосудов, свидетельствующее о наличии опухоли).
Для усиления визуализации сосудов применяют внутривенное введение контраста.
Главное преимущество КТ-ангиографии перед традиционной ангиографией – это отсутствие хирургического вмешательства. В связи с быстрым развитием КТА большая часть диагностических ангиографических исследований перешла на КТ, в первую очередь – КТА головного мозга в связи с высоким риском инсульта после прямой ангиографии.
В ряде случаев КТ является предварительным исследованием. Например, если при КТА сосудов сердца просветы сосудов изменены, то это является показанием для прямой коронарографии, в случае нормы прямая коронарография не проводится. Также КТА коронарных сосудов используется для планирования ангиопластики и стентирования (если на проведение КТ есть время, то есть не в экстренных случаях).
При работе с изображениями КТА, помимо визуального анализа, используются следующие функции:
— выделение сосудов на изображении (сегментация);
— использование сосудистого пакета – расчеты, специальные возможности (описаны далее);
— построение объемных моделей.
Все КТ-исследования сосудов разделяются на исследования коронарных сосудов и прочих сосудов, (иногда называемых периферическими, что не очень корректно). Такое разделение обусловлено тем, что проведение КТА сердца существенно отличается от КТА других сосудов – постоянные сокращения миокарда требуют применения других алгоритмов съемки, также для исследования коронарных сосудов требуются дополнительные расчетные модули, например, анализ содержания кальция.
7.2.2. Сосудистый пакет
Для оценки состояния сосудов и планирования операций используется:
— измерение просвета сосуда;
— расчет процента стеноза (зон сужения сосуда);
— расчет объема и плотности атеросклеротических бляшек;
— анализ содержания кальция в стенках коронарных артерий – для определения степени их кальциноза и, соответственно, риска развития стенокардии и/или инфаркта;
— эндоскопический вид сосуда (вид сосуда «изнутри»)
7.2.3. Пакет для подбора стентов (планирование стентирования)
— В случае, если сосуд сужен очень сильно, для восстановления его проходимости необходимо установить стент – специальную конструкцию, изнутри расправляющую и удерживающую нормальное состояние стенки сосуда. Для простых форм стентов (например, цилиндрических), стент подбирается из набора существующих размеров – по диаметру сосуда. Для планирования стентирования сложными стентами (раздвоенными, сложной ассиметричной формы и пр) применяется специализированный модуль, имеющий набор шаблонов таких стентов, что позволяет подобрать точный размер..
Участок сосуда, в который планируется установка стента, измеряется по определенным точкам и формируется таблица для заказа изготовления стента по точным размерам пораженного сосуда.
7.3. Исследования кровоснабжения (перфузии)
Перфузия – прохождение крови через органы и ткани. При исследовании перфузии производится оценка накопления контраста в патологически измененных тканях, оценка кровоснабжения органа, скорости прохождения контраста, объем его накопления. Так как кровоснабжение здоровых и больных тканей существенно различается, оценка перфузии позволяет выявлять различные патологии.
Особенно востребовано исследование перфузии в онкологии, а также при ишемическом инсульте головного мозга. В онкологии исследование перфузии позволяет оценить размер и кровоснабжение опухоли, оценить распространенность процесса, проводить мониторинг роста опухоли и контроль лечения. Так как исследование перфузии дает представление о кровотоке, то даже при постоянном размере опухоли или метастаза можно оценить их состояние – например, после химиотерапии опухоли кровоток в ней существенно снижается или совсем прекращается при сохранении размера. Поэтому можно уверенно говорить об успешности лечения.
Исследование перфузии при ишемическом инсульте позволяет оценить текущее соотношение погибших и потенциально восстановимых тканей. На основании этого принимается решение о дальнейшем лечении. Важно сделать это в максимально короткие сроки – до 4 часов после инсульта.
При исследовании перфузии измеряется ряд значений, по которым можно сделать выводы о скорости накопления контраста тканями, скорости его прохождения и т.д. Дополнительно к расчетам строятся цветные карты, на которых интересующие параметры отображены различными цветами.
Исследования перфузии разделяются на исследования следующих органов:
— «общая перфузия» – прочие органы (в основном это – селезенка, предстательная железа, поджелудочная железа).
Печень и головной мозг имеют нестандартную схему кровотока, поэтому для проведения исследования необходимы специальные параметры съемки и схемы расчетов. Сердце, как постоянно движущийся объект, требует особенных параметров съемки.
При исследовании перфузии внутривенно вводится контраст и зона интереса постоянно сканируется в течение определенного времени, то есть движения стола не происходит. В связи с этим размер ширина приемника имеет очень высокое значение, т.к. именно этим определяется область, исследования перфузии которой может быть проведено одномоментно.
Денситометрия – это количественная оценка оптической плотности тканей.
— костная денситометрия (отдельный расчетный модуль). Применяется для диагностики остеопороза и контроля эффективности его лечения, при диагностике опухолей костей;
— денситометрия легочной ткани применяется для выявления заболеваний легких (в первую очередь – эмфиземы);
— денситометрия отдельных патологических очагов – например, при подозрении на опухоль оценивается плотность в предполагаемой зоне патологии.
7.5. Виртуальная эндоскопия
Разновидность объемного моделирования, позволяет моделировать эндоскопические исследования. С помощью виртуальной эндоскопии возможно получить «вид изнутри» полых органов, заменяя таким образом классические эндоскопические исследования желудка, кишечника, бронхов, эндоваскулярные и прочие исследования. Наиболее распространенное исследование – виртуальная эндоскопия толстого кишечника (колонография, колоноскопия), бронхоскопия.
эндоскопический вид кишечника
При проведении виртуальной эндоскопии врач может «перемещаться» внутри исследуемого органа так же, как и при обычной эндоскопии и оценивать внутреннее состояние органа с точки зрения наличия каких-либо патологических изменений.
Ограничение КТ-эндоскопии, в отличие от обычной – невозможность оценки истинного цвета внутренней оболочки органа.
7.6. Использование систем CAD
CAD (Computer Aided Detection) – система компьютерного распознавания образов. Основная задача CAD – выявление областей высокого риска. CAD не снимает задачу диагностики с рентгенолога, а лишь указывает ему на потенциально опасные участки – зоны, в которых, возможно, присутствуют какие-либо патологические образования. Врач должен проанализировать отмеченную зону и сделать вывод о наличии/отсутствии патологии.
В КТ CAD используется при исследовании толстого кишечника и легких.
7.6.1. CAD в виртуальной колоноскопии
При исследовании толстого кишечника – виртуальной колоноскопии – CAD определяет и отмечает участки слизистой, «подозрительные» с точки зрения наличия опухолей или полипов (полипы часто перерождаются в опухоли).
голубым цветом CAD отметила «подозрительные» участки кишки
7.6.2. CAD в исследовании легких
При исследовании легких CAD отмечает узелковые образования, которые потенциально могут являться опухолевыми образованиями.
Вмеcте с CAD применяется специализированный модуль анализа узелковых образований в легких. Основная задача – оценка динамики узелковых образований. Каждый узелок выделяется на изображении и система запоминает его местонахождение, определяет диаметр, площадь, плотность. При анализе изображения, сделанного через промежуток времени, по установленным меткам можно найти все отмеченные образования и вычислить их новые параметры. После этого автоматически производится построение сравнительной таблицы – для каждого образования выводятся старые и новые параметры, подсчитывается разница в значениях. Благодаря этому модулю можно точно оценить – изменились ли патологические образования, если да – насколько, появились ли новые.
7.7. Специализированные методы для кардиоисследований
7.7.1. Анализ содержания кальция в стенках коронарных сосудов
С помощью этого модуля определяется объем кальция на стенках сосудов, что позволяет оценить риск развития инфаркта. Модуль работает по принципу автоматического определения плотностей – система маркирует области определенной плотности и рассчитывает объем этих областей.
7.7.2. Анализ деятельности левого желудочка
Используется специальный расчетный модуль. Анализ деятельности ЛЖ аналогичен соответствующему исследованию, проводимому методом прямой ангиографии. Оценивается сокращение стенки и объем выброса ЛЖ. Для проведения анализа необходимо получение изображения, синхронизированного с ЭКГ. Помимо визуального анализа сокращений и состояния стенок, получают ряд значений, характеризующих сокращение стенок левого желудочка и его объемные показатели.
7.1. Интервенционная КТ (ИКТ)
ИКТ – это применение КТ для контроля хирургических манипуляций.
ИКТ в большинстве случаев используется для биопсий. КТ эффективна для проведения биопсий, требующих высокой точности, особенно в случаях, когда патологическое образование расположено в сложнодоступных местах или близко к органам, повреждение которых вызовет серьезные последствия. Наиболее распространенная область применения – вертебропластика, биопсии позвонков. Также использование КТ обосновано для проведения биопсий образований, которые расположены в низкоконтрастном окружении – в печени, головном мозге. Это делает ИКТ востребованным методом в онкологии.
В настоящее время ИКТ широко не распространена, т.к. является новым методом.
8. Клиническое применение
8.1. Общее применение
В многопрофильных клиниках КТ применяется для:
— исследования патологий сосудов (востребованы при большинстве патологий, т.к. дают представление о кровоснабжении органов и тканей). В основном применяется КТА в совокупности с расчетами;
— исследования костных структур (конечности, позвоночник) в травме, ортопедии, онкологии, гинекологии. Обычное сканирование и костная денситометрия;
— исследования любых органов для дифференциации патологий или уточнения диагноза – например, доброкачественное или злокачественное образование. Обычное сканирование, денситометрия легочной ткани, КТА, перфузия;
— исследование кишечника – виртуальная колоноскопия;
— исследование бронхов – виртуальная бронхоскопия.
Практически всегда сперва проводится обычное КТ-исследование нужной области. Применяется стандартная визуализация результатов – анализ 2D-изображений срезов, с использованием мультипланарной реконструкции или без нее, при необходимости – анализ объемных моделей. Часто обычного сканирования достаточно для достижения целей исследования. Но, если требуется, после стандартного сканирования проводятся специализированные исследования – КТ-ангиография, исследование перфузии и пр.
Специализированное исследование может быть проведено и без первичного стандартного – если оно проводится повторно, или перед ним проводились исследования других видов (УЗИ, обычная ангиография), то есть уже точно определена необходимость проведения специализированного исследования, ясны цели и области исследования.
В неврологии КТ в основном применяется при опухолях головного мозга (ГМ), инсультах, серьезных травмах, патологиях сосудов.
— Помимо стандартной визуализации, широко применяется исследование перфузии ГМ, в первую очередь – при ишемических инсультах, чтобы определить объем потенциально жизнеспособных тканей и назначить эффективную схему лечения.
— При патологиях сосудов ГМ востребована КТ-ангиография со стандартными расчетами стенозов.
— Для планирования операций на ГМ (анализ объема оперативного вмешательства, оценка взаимного расположения костей и сосудистого русла, близость опухолей к кровеносным сосудам и т.п.) используется построение объемных моделей.
Несмотря на то, что КТА и исследование перфузии ГМ можно проводить на ограниченной области (в месте скопления крупных сосудов), увеличение зоны охвата при исследовании очень желательно, то есть, чем шире приемник – тем лучше.
В кардиологии КТ в первую очередь, применяется для исследования патологий коронарных сосудов. Для всех исследований сердца востребовано построение объемных моделей, т.к. это помогает уточнить анатомию сосудов и клапанов.
— Наиболее распространенное применение КТ в кардиологии – анализ стенозов, для чего используют КТА и сосудистый пакет.
— Также становится востребован модуль анализа кальция в коронарных сосудах, помогающий оценить риск возникновения сердечных заболеваний.
— Помимо сосудов, в кардиологии исследуют состояние и деятельность самого сердца. В первую очередь, это анализ деятельности левого желудочка, для которого используется специальный расчетный модуль.
— Исследования пороков сердца особенно востребованы при планировании операций (обеспечивается возможность получить точные размеры клапанов сердца).
В связи с постоянным движением сердца, его съемка сильно затруднена. Фазы сердечного цикла, при которых движения сердца незначительны, крайне малы. Поэтому основные требования к КТ для исследования сердца – наименьшее время съемки и наибольшая зона охвата.
При проведении КТ сердца требуется обязательное отслеживание ЭКГ, а в отдельных случаях – и синхронизация съемки с ЭКГ – проведение сканирования в фазе наименьшего сокращения сердца.
Доза, получаемая пациентом при КТ сердца – одна из самых высоких, в два и более раз по сравнению с прочими исследованиями. Поэтому снижение лучевой нагрузки для КТ сердца представляется особенно важной задачей.
Основные цели проведения КТ-исследований в онкологии – поиск первичных опухолей и метастазов, оценка доброкачественности или злокачественности опухолей, оценка динамики заболевания и результативности лечения.
— В онкологии, помимо обычного сканирования, используется КТ высокого разрешения и низкоконтрастная КТ (которая в онкологии даже более важна, т.к. опухолевые очаги трудноразличимы именно из-за того, что сливаются по плотности с окружающими тканями. Особенно это касается печени и головного мозга).
— Помимо стандартной визуализации, очень востребованы КТА и исследование перфузии (головной мозг, печень и пр), т.к. кровоснабжение органа существенно изменяется на разных этапах роста опухоли. Также с помощью КТА можно оценить результат лечения – например, если опухоль успешно облучали, ее ткани умирают и это хорошо видно по изменению ее кровоснабжения.
— Часто используются виртуальные эндоскопические исследования – КТ-колоноскопия и КТ-бронхоскопия. Некоторые производители включают в пакет виртуальной колоноскопии CAD, облегчающую поиск патобразований в толстом кишечнике.
— КТ в онкологии востребована для контроля биопсий, особенно образований в печени и головном мозге, а также для вертебропластики.
— Также в онкологии применяется специализированный модуль анализа узелковых образований в легких, который позволяет оценить прогресс заболевания и успешность лечения.
— Для планирования операций так же, как и в других областях, используется построение объемных моделей.
При использовании КТ во фтизиатрии, кроме обычного сканирования, используют КТ легких высокого разрешения.
Помимо стандартной визуализации, востребовано использования модуля анализа узелковых образований, возможность определения плотности легочной ткани (денситометрия легких).
8.6. Экстренные исследования
Для экстренной диагностики КТ применяется чаще всего в следующих случаях:
— политравмы – используется обычное сканирование и стандартная визуализация для определения количества, местоположения и типа повреждений. При политравмах обследуется сразу несколько областей – череп, грудная клетка, брюшная полость, таз. Наиболее серьезными повреждениями являются повреждения головного и спинного мозга, разрыв внутренних органов. КТ позволяет быстро найти повреждения, определить их тяжесть и корректно расставить приоритеты оказания помощи. Особенно важно для пациентов без сознания, когда невозможно оценить жалобы;
— инородные тела (чаще всего – при огнестрельных ранениях). С помощью обычного сканирования и 3D – определение точной локализации инородного тело, необходимое для планирования хирургического вмешательства, особенно важно при повреждении сосудов, сердца, позвоночника;
— ишемические инсульты – проведение исследования перфузии позволяет быстро оценить объем жизнеспособных тканей, что, в свою очередь, влияет на принятие решения о тактике лечения ;
— острая загрудинная боль (является симптомом серьезных патологий, требующих немедленного вмешательства, например, инфаркт, расслоение аорты и пр) – проведение КТ в этих случаях позволяет выявить истинные причины загрудинной боли и быстро назначить адекватное лечение;
— острая боль в животе, подозрение на внутреннее кровотечение – КТ позволяет быстро выявить причины и определиться с необходимостью срочной операции.
III. КТ: СКАНЕР И РПУ
Диаметр апертуры гентри – в среднем 70 см. Существуют специальные модели КТ с диаметром апертуры от 80 см. Данные модели применяются в онкологии, где важно, чтобы полные пациенты могли заложить руки за голову, для захвата при сканировании подмышечных лимфоузлов, а также для обеспечение возможности сканирования в той позе, в которой впоследствии пациент будет проходить лучевую терапию,.
Наклон гентри в диапазоне +/- 30° используется для получения косых срезов, данное значение одинаково у всех КТ.
Время ротации – время полного (360°) оборота системы трубка-детектор вокруг объекта. Особенно важна высокая скорость оборота при исследовании быстрых процессов – в первую очередь, это относится к КТ-ангиографии и съемке сердца, исследованиям пациентов в тяжелом состоянии и детей.
Время ротации в современных КТ для рутинных исследований – 0,5-0,8 с, для специализированных исследований сердца – 0,3-0,4 с.
Скорость стола как отдельную величину оценивать бесполезно, т.к. скорость важна в совокупности с временем ротации и некоторыми другими параметрами. Сама по себе высокая скорость стола не дает никаких преимуществ.
Вертикальное перемещение деки стола используется для удобства перекладывания пациента с/на каталку, а также для того, чтобы пациенты с ограниченной подвижностью могли без труда сесть на стол. Несмотря на то, что у моделей КТ разница в диапазоне вертикального перемещения может составлять 10-20 см, в принципе, все они обеспечивают удобное позиционирование пациента.
— Подушка под колени – для выравнивания позвоночника;
— подставка для удлинения деки стола – если исследование проводится в положении «ногами вперед» (например, стопа), также при необходимости сканирования всего пациента (сочетанные травмы), иногда нужно нарастить деку;
— различные подголовники – например, для удобства съемки с запрокинутой головой;
— ремни для крепления пациента, специализированные детские приспособления.
11.1. Теплоемкость и охлаждение
В среднем теплоемкость трубки КТ значительно выше, чем теплоемкость трубок для рутинной рентгенодиагностики.
Чем протяженнее объект – тем больше время исследования, и тем больше нагревается трубка. Если количество рядов детектора невелико, а параметры трубки не позволяют провести длительное исследование, достаточное для съемки необходимой области, то в этих случаях приходится выбирать толщину среза больше оптимальной.
Диапазон теплоемкости КТ-трубок варьируется от 3,5 до 8 миллионов ТЕ.
Время охлаждения трубки определяет, как скоро можно будет провести следующее исследование. При этом нагрев трубки не должен падать ниже 12%, чтобы аппарат был всегда готов к немедленному началу сканирования, иначе придется проводить предварительный прогрев трубки.
11.2. Фокусные пятна (ФП)
Малое ФП используется для тонких срезов с высоким пространственным разрешением, большое – для КТ обширных областей, для исследований, при которых необходима высокая мощность или высокий контраст.
Размеры ФП могут существенно различаться у разных производителей.
Так же, как в рутинных аппаратах, в КТ используются коллиматоры для придания пучку излучения оптимальной формы – например, узкий пучок для небольших областей исследования или конусовидный, если требуется большое покрытие.
Коллимация в КТ происходит автоматически, при выборе количества и толщины срезов, вручную не корректируется.
В КТ используются два типа фильтров. Первый тип отсеивает низкоэнергетическое излучение по всей площади пучка, а второй ослабляет излучение по краям вне основной зоны интереса. Тип фильтра автоматически выбирается в зависимости от исследования.
12.1. Размер элементов детектора
КТ-детектор – «наборный», то есть состоит из нескольких модулей с определенным количеством элементов детектора.
Ширина элемента детектора – это его размер по продольной оси, т.е. ширина элемента = ширине ряда. Ширина элемента может быть различной у разных производителей, поэтому представление «больше рядов – больше область съемки за один оборот» неверно. Например:
8 рядов с элементами шириной 1 мм => область съемки 8 мм.
16 рядов с элементами шириной 0,5 мм => область съемки 8 мм.
В КТ заложены определенные варианты сканирования – сколько срезов с какой толщиной будет сканироваться за 1 оборот, то есть данный параметр нельзя выбирать произвольно. Варианты сочетаний количество срезов/толщина среза различны у разных производителей, например:
КТ 16 рядов, 16 каналов, ширина элемента 1мм.
16 х 1 мм, 8 х 2 мм, 2 х 8 мм.
12.2. Размер детектора, время и область исследования
Чем больше размер детектора, тем большая область может быть просканирована за один оборот. Использование детектора большого размера в сочетании с высокой скоростью оборота гентри позволяет очень быстро произвести съемку достаточно протяженной области. Это качество особенно важно для следующих исследований:
— исследования детей (т.к. им трудно не шевелиться и задерживать дыхание);
— исследования пациентов с тяжелыми травмами, в критических состояниях.
В настоящее время выпускаются КТ с количеством рядов от 4 до 320. Минимальная ширина элемента детектора составляет 0,5-0,75 мм.
В современных КТ используются РПУ со схожими параметрами:
— мощность 40-120 кВт;
— напряжение 80-150 кВ;
Если РПУ не может обеспечить необходимые значения мАс, то на таких моделях КТ будет невозможно качественно произвести исследование низкоконтрастных областей (например, головной мозг, печень.
13.2. Лучевая нагрузка при КТ
13.2.1. Уровень дозы при КТ
КТ была и остается исследованием с высокой лучевой нагрузкой. Особенно высокой дозой сопровождаются КТ-исследования сердца.
Типичный диапазон КТ-дозы – от 1 до 10 мЗв при исследовании отдельных анатомических областей, при исследовании всего тела – до 20 мЗв. Для сравнения – при обычной рентгенографии ОГК доза составляет 0,4-0,6 мЗв, при КТ ОГК – около 3 мЗв.
13.2.2. Технологии снижения дозы
1.1.1.1. Индивидуальный подбор параметров экспозиции
Производится после съемки топограммы – параметры экспозиции автоматически корректируются, исходя из «плотности» конкретного пациента и, уже скорректированные, используются для основного сканирования.
1.1.1.2. Модуляция анодного тока
Модуляция анодного тока обеспечивает выборочное снижение величины мАс:
— в определенных проекциях. Такой метод называется модуляцией в плоскости XY. В основном используется при съемке таза – в прямой проекции ток снижается, в боковой – повышается;
— на определенных областях. Этот метод называется модуляцией по оси Z. Используется при съемке протяженных областей – например, ток снижается при съемке брюшной полости и повышается при съемке таза.
Некоторые производители предоставляют оба этих метода, причем возможно их одновременное использование.
Считается, что в среднем применение модуляции анодного тока позволяет снизить лучевую нагрузку на 20-40% без ухудшения качества изображения.
14. Новые технологии КТ
14.1. Плавающий фокус
За счет плавающего фокуса удается получить в два раза больше проекций за один оборот гентри и, следовательно, собрать больше данных. Чем больше данных для каждого воксела получено, тем точнее будет воспроизведено его изображение.
Это не только не только улучшает ПРС, но и существенно снижает количество артефактов.
14.2. Две и более системы «излучатель – приемник»
Наиболее сложным КТ-исследованием по-прежнему остается КТ сердца – в связи с выраженными недостатками изображения из-за динамической нерезкости. Предполагалось, что увеличение пар «излучатель-приемник» позволит резко увеличить ВРС. В настоящее время эта технология пока не оправдала себя. Не удалось существенно увеличить ВРС. Обработка данных с нескольких приемников привела к появлению множественных артефактов изображения.
14.3. Основные тенденции развития КТ
В настоящее время основными тенденциями развития КТ является:
— Увеличение скорости оборота гентри – для исследования сердца, легких, динамических исследований, КТ-ангиографии.
— Увеличение протяженности области исследования.
— Увеличение пространственного разрешения.
— Повышение чувствительности детектора.
IV. КТ: АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС
15. Программное обеспечение для работы с изображением
15.1. Группы инструментов для работы с изображением
Для работы с КТ-изображением применяются следующие группы инструментов:
— классические, как для рутинного рентгена (изменение масштаба, линейные измерения и т.п.);
— стандартные функции для работы с любыми КТ-изображениями;
— специализированные пакеты для количественного, качественного и пр. анализа, предназначенные для решения узких диагностических задач.
15.2. Область просмотра изображения
Область просмотра может быть разделена на фреймы, в каждый из которых выводятся разные серии изображений.
Предварительно настроенные раскладки области просмотра могут различаться. На рисунке приведена одна из самых распространенных раскладок. В области (1) расположено основное изображение, в областях (2, 3) – референтные. Референтные изображения служат для ориентации.
Некоторые производители обеспечивают возможность применения функций реконструкции и другой работы с изображениями не только в основном, но и в референтных окнах.
15.3. Функции для анализа КТ-изображения
— представление слоя в виде стандартного набора срезов, применение стандартных функций для их просмотра – проигрывание, посрезовая прокрутка.;
— сегментация тканей определенной плотности. Обычно реализована в двух видах:
— готовый набор для выбора нужного типа тканей – кости, сосуды и пр;
— возможность самостоятельно установить верхнюю и нижнюю границу плотности в НU, определяя таким образом диапазон отображаемых тканей;
— построение «проекций интенсивности». Методы получения проекций интенсивности основаны на выделении объектов с тем или иным уровнем плотности. В зависимости от этого уровня, используют построение проекций с минимальной (MiniIP), максимальной (MIP), средней интенсивностью (Average), что позволяет лучше визуализировать структуры той или иной плотности. Подвид MIP, называемый VIP, позволяет создается эффект затенения структур, расположенных дальше от переднего плана. За счет этого визуализируются объекты, перекрывающие друг друга
— для цветных изображений – выбор цветовых протоколов, выбор уровня «прозрачности» изображения;
— для объемных моделей – возможность перемещения и поворотов, обрезание и вырезание ненужных частей, возможность удаления «лишних» тканей определенной плотности;
— для MPR – задание толщины реконструкции, выбор проекции из набора стандартных или ручная прорисовка нестандартной проекции;
— расчет кальция в стенках коронарных артерий,
— расчет плотности костной ткани (костная денситометрия),
— анализ деятельности левого желудочка,
— модуль эндоскопии (бронхи, сосуды, кишечник),
— системы CAD для кишечника, легких;
— модули для легких – анализ узелковых образований, анализ плотности легочной ткани,
— модули для расчета перфузии.
— Наборы модулей в базовой комплектации могут различаться в зависимости от производителя.
V. КОНЕЧНЫЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛИ
Стандартная смена работы – 6 часов. Количество исследований может разниться в зависимости от ЛПУ, но чаще всего на КТ достаточно большой поток пациентов. В крупных ЛПУ исследования проводятся буквально одно за другим.
Норма времени на исследования без контраста – 45 мин, с контрастом – 60 мин.
17. Условия использования оборудования
КТ – дистанционно управляемый аппарат. Соответственно, существует процедурная, в которой установлен сам сканер, и пультовая, в которой устанавливаются АРМ.
Чаще всего в пультовой устанавливаются только АРМ оператора, а АРМ врача выносится за пределы кабинета – например, в ординаторскую.
Пользователями КТ являются оператор (лаборант) и врач-рентгенолог. Оператор КТ имеет очень высокую квалификацию, по сравнению с обычным рентгенолаборантом. Оператор, помимо управления КТ и исследованием, должен уметь производить первичную оценку КТ-изображения, хорошо ориентироваться в параметрах исследования. Обычно операторами КТ становятся очень грамотные лаборанты с большим опытом работы.
Врач-рентгенолог, работающий на КТ, проходит дополнительное обучение. Таким образом, его квалификация также гораздо выше, чем у рентгенолога рутинных исследований. Врачи, работающие на КТ, довольно хорошо разбираются в оборудовании и с энтузиазмом воспринимают новые технологии, методы и пр.
Заработная плата специалистов, работающих на КТ, зависит от ЛПУ – может быть как стандартной, так и довольно высокой.
Иногда ПРС называют геометрической РС.
