CT diagnostika - Univerzita Karlova · 2009. 4. 23. · Generace CT přístroj ... • Negativní – vzduch (virtuální kolonoskopie) – voda (žaludek, rektum) • Pozitivní

CT diagnostika

Martin Horák

RDG oddělení nemocnice Na Homolce

2

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

3

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

4

Generace CT přístrojů1. Translačně-rotační pohyb, 1 detektor2. Translačně-rotační pohyb, více detektorů3. Pouze rotační pohyb, sektor detektorů4. 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 detektorů6. 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)

5

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

6

Typy vyšetření na CT

: Sekvenční (krokové)– incrementální (mozek, páteř)– dynamické (perfuze)

: Helikální (kontinuální, nesprávně spirální) (podstatně rychlejší – mírně nepřesné)

data se sbírají šikmo

7

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 -100 0 +200 +1000 +3095HU

vzduch tuk voda k.l. kost kov

měkké tkáně

8

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

9

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

z úzkých detektorů

10

Kernel(filtr)

• Nízké– měkké tkáně

• Vysoké– kosti– HRCT

11

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)

12

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)

13

2D zobrazování

1. Axiální skeny– nejpřesnější– nejspolehlivější– bez zkreslení

14

2. MPR – Multiplanární rekonstrukce• Jakákoliv jiná rovina než axiální počítaná ze za sebou

jdoucích axiálních skenů (z volumu dat)

15

3D zobrazováníZ volumu dat - podle limit denzit a úhlu pohledu se

generuje obraz1. SSD – shaded surface display – zobrazuje se povrch

(již málo využívaný nahrazen VRTem)2. VE – virtuální endoskopie – zobrazení průletu trubicí

(céva, bronchus, střevo)

3. MIP – maximum intensity projection(nejjasnější bod se promítá na stínítko za objektem)

16

4. VRT – volume rendering technique• Komplexní rekonstrukce – limity denzit a

průhlednosti (intenzita barvy=denzita objektu)

17

Postprocessing• subtrakce, ořezy, fúze• editace objektu - „vykostění“

(filtrace rozsahu denzit ve volumu dat)

18

Co tedy s daty? – DICOM daty (CAD)• Rekonstrukce MIP, VRT + manipulace• Fúze• Perfuzní mapy• Tracking cév, objemů• Segmentace • Rastry• RAW data• Virtuální zobrazení

19

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

20

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

21

CT perfuze mozku

CT 1. TTP CBF CBV po trombolýze

CT 1. TTP CBF CBV CT 2. bez Tr.

Časné stanovení poškození mozku ischemií – velikost penumbry

22

Perfuzní mapyPerfuze – 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 ?

23

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

24

Segmentace• Využití MR k selektivní segmentaci

vybrané tkáně, zobrazit, počítat objem– Chrupavka– Kostní dřeň– Ložisko– Cévy

25

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

26

RAW data

Systémy umí počítat z RAW dat MPR a tenký MIP

• Je možné tvořit přímo VRT• Je možné RAW data přímo analyzovat

27

Virtuální zobrazení• Virtuální colonoskopie• Virtuální bronchoskopie• Virtuální arterioskopie• Virtuální pohyb v těle

28

Virtuální colonoskopie CTc (VCT)• Diagnostika lézí• Měření objemu lézí• Infiltrace okolí

29

CT enterografie• Naplnění střev manitolem• Střeva distendovaná• Tracking?• Hodnocení vaskularity stěny?• Lymfatické uzliny (CAD)

30

Firmy nezahálejí …• Stálý vývoj nového software na komerční bázi• Přizpůsobování požadavkům zákazníků• Vysoká cena za licence• Tvorba balíčků pro různé aplikace

31

Virtuální bronchoskopie

32

Zobrazování srdce • Nutnost zastavit srdce• EKG triggering, gating, pulsing

33

pCT orgánů• Sledování sycení jaterního parenchymu• Játra mají dva přítoky krve

34

Práce v volumem• Segmentace

– Odstraňování kostí

35

DSCT• Dvě lampy, možnost dvojí energie• Jód pohlcuje jinak než vápník

36

DSCT – perfuze tkáněmi - plíce• Embolie do plic – trombus uzavírá tepny v

plicích – zhoršené okysličování krve

37

DSCT – analýza kalcifikací v cévách• Kalcifikace v cévách • Zhoršené hodnocení

průsvitu cév

38

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

39

Fúze (CT/PET)

40

Fyziologická akumulace FDG

Stp. resekci žaludku

41

PET/CT - LymfomIniciální stagingHypermetabolická ložiska odpovídají zvětšeným LU na krku, v mediastinua retroperitoneu. Nález svědčí pro viabilníNádor v LU

Kontrola po 2. cyklu CHTSnížení 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.

42

Metabolizmus glukózy v maligních jaterních lézích

CHCA FDG PET- „horká léze“- popř. pouze lem

HCC FDG PET – dle diferenciace

Mestázy (CRC) FDG PET- „horká léze“

Děkuji za pozornost