CT diagnostika Martin Horák RDG oddělení nemocnice Na Homolce
CT – Computed Tomography • • • • • • •
„výpočetní tomografie“ „počítané zobrazování v řezech“ Objekt je zobrazován (řezán) v transverzální rovině (axiální skeny). Zobrazení částí pacienta v rovině kolmé na dlouhou osu těla. Při naklopení gantry ±30° semikoronární rovina Zobrazovací přístroj sloužící převážně k diagnostice Využívá rentgenové záření k tvorbě obrazu (paprsky X) – „brzdné záření“ elektronů dopadajících na anodu z těžkých kovů (W, Re, Mo)
• Měří se úbytek záření při průchodu pacientem – absorbce – Různé látky různě absorbují, čím větší atomové číslo tím více 2
CT – historie • G. Hounsfield a A. MacCormick – 60. léta vývoj – (Nobelova cena 1978)
• 1. CT v r. 1971 – Matrix 80x80 bodů – akvizice jednoho obrazu v minutách
3
Generace CT přístrojů 1. 2. 3. 4.
Translačně-rotační pohyb, 1 detektor Translačně-rotační pohyb, více detektorů Pouze rotační pohyb, sektor detektorů Rotující rentgenka a detektory po obvodu –
x. EBG – electron beam gun – Imatron / GE (velmi krátká akvizice dat cca 50ms)
5.
Helikální vyšetřování – „slip ring“, 1 pás detektorů
6.
Multi-row detector CT (MDCT) • 2; 4; 6; 8; 10; 16; 40; 64; 256; 320 • DSCT 2x64 – dvě lampy + dva detektorové pásy (časové rozlišení cca 80ms) (možnost využití duální energie 80kV a 140kV) 4
Výhody 6. (7.) generace CT (MDCT) • • • • • • • •
Velmi tenké řezy šíře 0,6 - 0,75mm Na jeden sken 12-40mm tkáně (cca 20mm) Velmi krátká akvizice 0,3s za otočku lampy Helikální vyšetření těla trvá – 6s - 15s Výkonné keramické detektory Nízká radiační zátěž Výkonné počítače rekonstruují 6 obr./s Matrix obrazu 512x512 bodů 5
Typy vyšetření na CT : Sekvenční (krokové) – incrementální (mozek, páteř) – dynamické (perfuze)
: Helikální (kontinuální, nesprávně spirální) (podstatně rychlejší – mírně nepřesné) data se sbírají šikmo
6
Obraz • Mnohonásobnou projekcí bodu při měření absorbce ve tkáni se získávají hledané body – pixely • CT využívá radiální náběr dat • Primární „Raw data“, ze kterých se generuje obraz • K výpočtu - Fourierovy transformace • Každá vrstva má svoji tloušťku měříme objemové body – voxely • Absorbce na CT – Denzita (HU) škála šedi 212 – 4096 odstínů – vzduch –1000HU – voda 0HU -1000 vzduch
-100 0
+200
+1000
+3095HU
tuk voda k.l.
kost
kov
měkké tkáně
7
Standardizace RDG dat - DICOM • V 90. letech se sjednocuje datová platforma • DICOM – formát medicínského digitálního obrazu • DICOM objektový soubor • Nejčastější vnitřní soubor jpeg (16 bitů) • Každá modalita umí DICOM! • Každý DICOM obraz má jedinečnou identitu na světě 8
Zobrazování na MDCT
• Náběr dat je v objemu – volná rekonstruovatelnost do různých šíří vrstev
• Izotropní voxel – stejná velikost v ose z • Pro většinu vyšetření – diagnostiku – 3-5mm řezy stačí • Širší řezy vznikají zprůměrňováním tenkých řezů 9 z úzkých detektorů
Kernel (filtr) • Nízké – měkké tkáně
• Vysoké – kosti – HRCT
10
Kontrastní látky • Negativní – vzduch (virtuální kolonoskopie) – voda (žaludek, rektum) • Pozitivní - jodové k.l. (i.v. i per os) 40-100ml – Jód – prvek s vysokým atomovým číslem – Denzita (absorpce) stoupá lineárně s koncentrací jódu v daném místě – Různé energie jsou pohlcovány různě v různých látkách (DSCT)
11
Postprocessing • Pracuje se s hotovými obrazy naskládanými do balíku dat – volum pacienta – DICOM • Ideální nejtenčí možné skeny 0,6-2mm v nízkých kernelech 10-20 • Vysoké kernely 60-90 – velmi stoupá šum – pouze u MPR rekonstrukcí kostí
• Ideální překryv skenů 50%
(rekonstrukční inkrement – 0,5)
12
2D zobrazování 1. Axiální skeny – nejpřesnější – nejspolehlivější – bez zkreslení
13
2. MPR – Multiplanární rekonstrukce • Jakákoliv jiná rovina než axiální počítaná ze za sebou jdoucích axiálních skenů (z volumu dat)
14
3D zobrazování Z volumu dat - podle limit denzit a úhlu pohledu se generuje obraz 1. 2. 3.
SSD – shaded surface display – zobrazuje se povrch (již málo využívaný nahrazen VRTem) VE – virtuální endoskopie – zobrazení průletu trubicí (céva, bronchus, střevo)
MIP – maximum intensity projection
(nejjasnější bod se promítá na stínítko za objektem)
15
4. VRT – volume rendering technique • Komplexní rekonstrukce – limity denzit a
průhlednosti (intenzita barvy=denzita objektu)
16
Postprocessing • subtrakce, ořezy, fúze • editace objektu - „vykostění“ (filtrace rozsahu denzit ve volumu dat)
17
Co tedy s daty? – DICOM daty (CAD) • • • • • • • •
Rekonstrukce MIP, VRT + manipulace Fúze Perfuzní mapy Tracking cév, objemů Segmentace Rastry RAW data Virtuální zobrazení 18
Rekonstrukce VRT, MIP • Nové VRTy (hlavně pro MR) – CT VRTy propracované, snaha zobrazit podstatné, práce se světlem a stínem, barvou
• Možnost manipulací – Oddálit (vykloubit) kosti v kloubu – hodnotit kloubní plochy – Samostatná manipulace jen s částí objektu
19
Fúze dat • Porovnat obrazy CT či MR proti sobě • Porovnat obrazy CT/CT či MR/MR proti sobě časově posunuté • Porovnat UZ/CT/MR, CR/CT • Sledovat vývoj • PET/CT
20
CT perfuze mozku Časné stanovení poškození mozku ischemií – velikost penumbry
CT 1.
TTP
CBF
CBV
po trombolýze
CT 1.
TTP
CBF
CBV
CT 2. bez Tr.
21
Perfuzní mapy Perfuze – dynamická studie postkontrastně • Perfuze mozku CT/MR – fungují v praxi • Perfuze jiných orgánů či tumorů • Možné udělat perfuzní mapy u CT břicha ze 3-5 měření ?
22
Tracking cév, objemů • Snaha odlišit určitou strukturu, tu poté zvýraznit, zobrazit v MIP, VRT – Zobrazit průběh – cévy, bronchů, střeva • „Natrekovaný“ orgán natáhnout a zobrazit • Zhodnotit sílu stěny orgánu
– Najít okraje orgánu, změřit objem • Rozlišit na ledvině kůru a dřeň • Spočítat objem plíce a objem bronchů
– Najít okraje patologie – tumor, ložisko
• Najít a vypočítat objem volné tekutiny v hrudníku nebo v břiše • Spočítat objem hematomu, tekutiny 23
Segmentace • Využití MR k selektivní segmentaci vybrané tkáně, zobrazit, počítat objem – – – –
Chrupavka Kostní dřeň Ložisko Cévy
24
Rastry • Na různých snímcích mají orgány určitý charakter • Charakter se mění i po podání k.l. i.v. • Lze hodnotit podle rastru typ patologie – Tvorba knihoven patologií
25
RAW data Systémy umí počítat z RAW dat MPR a tenký MIP • Je možné tvořit přímo VRT • Je možné RAW data přímo analyzovat
26
Virtuální zobrazení • • • •
Virtuální Virtuální Virtuální Virtuální
colonoskopie bronchoskopie arterioskopie pohyb v těle
27
Virtuální colonoskopie CTc (VCT) • Diagnostika lézí • Měření objemu lézí • Infiltrace okolí
28
CT enterografie • • • • •
Naplnění střev manitolem Střeva distendovaná Tracking? Hodnocení vaskularity stěny? Lymfatické uzliny (CAD)
29
Firmy nezahálejí … • • • •
Stálý vývoj nového software na komerční bázi Přizpůsobování požadavkům zákazníků Vysoká cena za licence Tvorba balíčků pro různé aplikace
30
Virtuální bronchoskopie
31
Zobrazování srdce • Nutnost zastavit srdce • EKG triggering, gating, pulsing
32
pCT orgánů • Sledování sycení jaterního parenchymu • Játra mají dva přítoky krve
33
Práce v volumem • Segmentace – Odstraňování kostí
34
DSCT • Dvě lampy, možnost dvojí energie • Jód pohlcuje jinak než vápník
35
DSCT – perfuze tkáněmi - plíce • Embolie do plic – trombus uzavírá tepny v plicích – zhoršené okysličování krve
36
DSCT – analýza kalcifikací v cévách • Kalcifikace v cévách • Zhoršené hodnocení průsvitu cév
37
Co dále? • Nové přístroje poskytují nové možnosti • Je na nás zda jsme schopni je využít. • Slučování přístrojů PET/CT, PET/MR, SPECT/CT – Radiologické metody – přesnou anatomii – Nukleární metody – vysokou senzitivitu a metabolickou aktivitu 38
Fúze (CT/PET)
39
Fyziologická akumulace FDG
Stp. resekci žaludku
40
PET/CT - Lymfom Iniciální staging
Hypermetabolická ložiska odpovídají zvětšeným LU na krku, v mediastinu a retroperitoneu. Nález svědčí pro viabilní Nádor v LU
Kontrola po 2. cyklu CHT
Snížení metabolizmu glukózy ve zmenšujících se, ale stále ještě oproti normálu zvětšených LU svědčí pro dobrou odpověď nádoru na léčbu a postupnou ztrátu viability nádorových buněk.
41
Metabolizmus glukózy v maligních jaterních lézích CHCA
HCC
FDG PET- „horká léze“- popř. pouze lem
FDG PET – dle diferenciace
Mestázy (CRC)
FDG PET- „horká léze“
42
Děkuji za pozornost
