Tomografija Radioloka tehnika za dobivanje jasnih rtg snimaka
• Tomografija • Radiološka tehnika za dobivanje jasnih rtg snimaka dubokih unutarnjih struktura fokusiranjem na određenu ravninu unutar tijela. Sve strukture ispred ili iza te ravnine biti će izbrisane, na taj način se izbjegava superpozicija tkiva i organa koji se nalaze ispred ili iza dobivenog sloja. Ovisno o smjeru kretanja rendgenske cijevi razlikujemo: linearnu tomografiju; jednostavno kretanje rendgenske cijevi lijevodesno, uz istovremeno kretanje kazete s filmom u suprotnom smjeru i multidirekcionalnu tomografiju; kružni, eliptični, spiralni ili policiklički pokreti rendgenske cijevi uz istovremene pokrete kazete s filmom u suprotnom smjeru (1, 2).
• Tijekom 70 -ih godina prošloga stoljeća britanski fizičar Godfrey Hounsfield uveo je kompjutoriziranu tomografiju (engl. computerized tomography CT) kao novu metodu za formiranje snimaka pomoću rendgenskih ili X zraka. Ovaj pronalazak mnogi smatraju najvećim napretkom u radiologiji od otkrića rendgenskih ili X zraka 1895. godine, tako da je za ovo otkriće dr. Hounsfield zajedno s prof. A. M. Cormackom 1979. godine primio Nobelovu nagradu iz područja medicine.
• Osnovna i revolucionarna zamisao Hounsfielda bila je da se mjerenjem jačine, odnosno slabljenja rendgenskih zraka nakon prolaska kroz tijelo bolesnika mogu dobiti informacije o svim dijelovima tijela koji "stoje" na putu tim zrakama. Takozvanim multidirektnim skeniranjem putem rendgenske cijevi i dolaskom oslabljenih rtg zraka na detektore dobiva se mnoštvo podataka, za čije su interpretiranje potrebna komplicirana matematička rješenja, koja je omogućio napredak kompjutorske tehnologije. Dobivene informacije zatim se pretvaraju u trodimenzionalnu sliku, odnosno seriju dvodimenzionalnih aksijalnih ili poprečnih slojeva.
• Drugim riječima, kompjutorizirana tomografija je slojevno snimanje željenog područja tijela, pri čemu se prije snimanja određuje debljina sloja (uobičajeno između 1 i 10 mm). Tehnički gledano, nakon što rendgenske zrake prođu kroz tijelo bolesnika, pogađaju detektore i pretvaraju se u scintilacije, nakon čega se njihova jačina, odnosno slabljenje kvantificiraju i digitalno određuju, a informacije poslije prezentiraju u analognom obliku putem takozvanih piksel elemenata.
• Prvi pregled kompjutoriziranom tomografijom učinjen je u travnju 1972. godine na Britanskom institutu za radiologiju, nakon čega je vijest o novoj dijagnostičkoj metodi munjevito obišla svijet. Tijekom 70 -ih godina 20. stoljeća CT se koristio isključivo za pregled mozga, koji je do otkrića ove metode za liječnike bio nepoznata zemlja (terra incognita). Ubrzo, već krajem 70 -ih godina, CT se počinje koristiti i za dijagnostiku organa u trbušnoj šupljini, a zatim i organa unutar prsnoga koša.
Poboljšanja kroz vrijeme • Tijekom idućih desetljeća osnovni model CT uređaja postupno je usavršavan s ciljem da snimke budu što jasnije, odnosno da se poboljša kontrastna i prostorna rezolucija tkiva. Pri tome je bilo veoma važno natjecanje s magnetskom rezonancijom, konkurentskom dijagnostičkom metodom koja je nastala krajem 70 -ih godina prošloga stoljeća.
Kompjutorizirana tomografija (CT) • Specijalna je metoda tomografskog snimanja koja u potpunosti zahtjeva pomoć računala. Moderni CT uređaji koriste rendgensku cijev koja šalje lepezasti snop i rotira po unutrašnjem krugu te velik broj detektora duž cijelog oboda na vanjskom krugu. Detektori su scintilacijski kristali s fotomultiplikatorima. Prednost metode je smanjeno ozračivanje onog dijela koji ne snimamo, nedostatak je dugotrajno snimanje i veliko ozračivanje promatranih tkiva
• Osim nastojanja da se dobiju snimke bolje rezolucije i što vjernije stvarnim anatomskim slojevima, cilj je bio i da se u najvećoj mogućoj mjeri skrati trajanje pretrage. Naime, sve boljim dijagnostičkim mogućnostima ove metode rasla je i potreba za njom, s ciljem da se u određenom razdoblju pregleda što veći broj bolesnika. S obzirom na to da se radi o metodi koja se provodi ozračivanjem bolesnika rendgenskim zrakama koje imaju svoja popratna negativna djelovanja na organizam, cilj novijih i savršenijih aparata bio je da se prethodni ciljevi (preciznije snimke i veća brzina pretrage, što je zahtijevalo i veće doze zračenja) objedine sa što manjom količinom zračenja koje bi bolesnik primio.
• Usavršavanje osnovnog CT uređaja retrogradno možemo klasificirati kao takozvane generacije CT skenera: • prva generacija - imala vrlo grubu sliku, koristila se samo za pretrage mozga, trajala je relativno dugo (oko 30 minuta), uz relativno veliku dozu zračenja • druga generacija - mogla se upotrijebiti i za preglede organa trbušne šupljine i prsnog koša, pretraga je trajala oko 10 do 15 minuta • kasnije generacije - omogućavale su sve preciznije snimke i trajale sve kraće.
• Ranije generacije CT skenera obuhvaćene su nazivom konvencionalni CT skeneri, a sljedeća generacija su bili takozvani spiralni CT uređaji. Princip spiralnih uređaja bio je da se tijekom prolaska stola s bolesnikom na njemu kroz uređaj za skeniranje obuhvati veća dužina tijela i istodobno, zahvaljujući boljoj mogućnosti izračunavanja dobivenih podataka u kraćem razdoblju, rekonstriraju ispitivani slojevi. To je rezultiralo velikim ubrzanjem pretrage, tako da pregled organa trbušne šupljine spiralnim CT uređajem traje svega jednu do dvije minute, a snimke imaju bolju rezoluciju. Bolja rezolucija ustvari označava mogućnost da se čestice tkiva razdvoje kao zasebne, sve manje i manje čestice, što je napredak kompjutorske tehnologije i omogućio.
• Najmoderniji aparati su višeslojni CT uređaji, koji sadržavaju više detektorskih slojeva. Višeslojni detektori omogućuju obuhvaćanje znatno veće količine podataka dobivenih nakon prolaska rendgenskih zraka kroz tijelo bolesnika. Na taj se način nakon kompjutorske obrade, osim standardnih aksijalnih ili poprečnih slojeva, dobiju i rekonstruirani frontalni ili koronarni slojevi te sagitalni slojevi, odnosno rekonstrukcije. U isto vrijeme, veliki napori i ostvarenja istraživača usmjereni su na izlaganje bolesnika što manjoj količini zračenja tijekom pretraga.
• Računalna tomografija ili skraćeno CT (engl. Computed tomography) računalna je rekonstrukcija tomografirane ravnine tijela. Slikovna je radiološka metoda koja nam daje slojevni prikaz pregledavanog dijela tijela, a za nastanak slike rabi se ionizirajuće-rengensko zračenje
• Princip rada temelji se na slabljenju ili atenuaciji rendgenskih zraka prolaskom kroz snimani dio tijela, do čega dolazi zbog apsorpcije i rasapa rendgenskih zraka. To slabljenje rtg zraka se izražava tzv. koeficijentom apsorpcije, a on ovisi o atomskom broju i elektronskoj gustoći tkiva, te energiji rtg zraka. Što je veći atomski broj i gustoća elektrona snimanog tkiva, to je veći koeficijent apsorpcije. Nakon prolaska kroz tkiva različitih organa, oslabljeno zračenje pada na detektore koji ga pretvaraju u električne signale proporcionalne atenuaciji snimanog objekta. Iz niza takvih projekcija nastalih za vrijeme rotacije rtg cijevi i detektora, složenim matematičkim algoritmima uz pomoć računala rekonstruira se slika objekta i prikazuje na ekranu u obliku matrice sastavljene od pixela.
Princip rada CT-a • Ct je kompjuterska rekonstrukcija tomografirane ravnine tijela. • Princip rada temelji se na slabljenju ili atenuaciji rtg zraka prolaskom kroz snimani dio tijela do čega dolazi zbog apsorpcije ili rasapa rtg zraka. • Slabljenje rtg zraka izražava se „koeficijentom apsorpcije“ ili apsorpcijskim vrijednostima, a on ovisi o atomskom broju, gustoći tkiva i energiji rtg zraka. • Što je veća gustoća snimanog tkiva to je koeficijent apsorpcije veći. Npr; kost je tvrđa od mišićnog tkiva pa je i njezin koeficijent apsorpcije veći, te se ona prikazuje bolje od mišića. •
• Nakon prolaska kroz tkiva u organizmu koji imaju različite koeficijente apsorpcije zračenje pada na detektore koji zračenje pretvaraju u signale proporcionalne koeficijentu apsorpcije snimanog dijela tijela. • Iz niza takvih projekcija nastalih za vrijeme kretanja cijevi i detektora oko pacijenta složenim matematičkim algoritmima uz pomoć računala rekonstruira se slika snimanog dijela tijela • . Apsorpcijske vrijednosti relativne gustoće struktura na CT-u izražavaju se u Hounsfieldovim jedinicama (HU) koje su tako nazvane u čast Sir Godfreya Hounsfielda izumitelja kompjuterizirane tomografije • .
• . Apsorpcijske vrijednosti pokazuju se u sivim nijansama od bijele do crne boje na monitoru u rasponu Hounsfieldovih apsorpcijskih vrijednosti od – 1 000 do + 3 074 HU. Apsorpcijska vrijednost vode iznosi 0 HU. Tako zrak mjeri – 150 HU, masno tkivo od -10 do -150 HU, tekućina od 0 do + 15 HU, solidno tkivo od +30 do + 90 HU, kalcij i kosti +150 do +700 HU i metalna strana tijela + 1 000 HU jedinica. Iako mjerenje u HU jedinicama nije u potpunosti precizno mjerenja gustoće, ono u pravilu omogućava procjenu građe patoloških promjena u smislu preciznog razlikovanja masnog i solidnog tkiva i cističnih promjena
• Danas već možemo razlikovati 4 generacije CT uređaja. • Prva generacija CT uređaja koristila je tanku usku rtg zraku usmjerenu na 1 ili 2 detektora. Vrijeme snimanja iznosilo je 5 min po jednom sloju, a doza zračenja je bila ogromna, te su se mogli snimati samo nepokretni dijelovi tijela (mozak, kralježnica). • Druga generacija CT uređaja povećava broj detektora i mijenja oblik rtg zrake u lepezastu, a rotacija se sa 1 stupnja povećava na 30 stupnjeva. Rezultat toga je skraćenje ekspozicije i mogućnost snimanja torakalnih i trbušnih organa i smanjenje doze zračenja. • Treća generacija CT uređaja prepolovila je vrijeme snimanja, te vrijeme snimanja po sloju iznosi oko 10 sekundi. • Četvrta generacija CT uređaja dodatno je ubrzala snimanje implementirajući detektore u cjelokupnom krugu 360 stupnjeva što omogućava kontinuiranu rotaciju cijevi oko pacijenta.
• dosadašnjim uređajima se javljao problem skeniranja debljim slojevima u transverzalnoj ravnini. Danas je problem riješen CT uređajima sa više redova detektora koji standardno skeniraju slojem debljine 0. 5 do 1. 5 mm, tako da se slika može rekonstruirati u bilo kojoj ravnini bez gubitka kvalitete, odnosno deformacije.
• MSCT - Multislice Computed Tomography) • • Napredak radiologijske i kompjuterske tehnologije omogućio je slikovni prikaz mnogobrojnih presjeka kroz razna područja ljudskog tijela u vrlo kratkom vremenu koje se mjeri desetinkama sekunde. Višeslojna kompjuterska tomografija ( MSCT ) ostvarila je detaljan anatomski prikaz presjeka ljudskog tijela uz značajno smanjenju izloženost zračenju, a kompjuterska rekonstrukcija snimanih presjeka u tri dimenzije omogućila je prostornu analize snimanog područja.
Kontrasno sredstvo • U kompjuteriziranoj tomografiji kontrastno sredstvo primjenjuje se kada to odredi liječnik, i to samo onda ako postoji promjena tkiva (patološki proces), i potreba za određivanje prirode procesa.
- Slides: 25