CT-ul“Aparatajul tehnic medical este prevazut

doar pentru a confirma diagnosticul, nu al pune”

COMPUTER-TOMOGRAFIA   

                                                                   • Computer-tomografia (CT) face parte din explorările

imagistice secţionale, fiind o metodă relativ recentă rezultată din combinarea utilizării razelor X şi a computerului. CT se bazează pe două principii:– măsurarea densităţii radiologice la traversarea

razelor X printr-un corp;– reconstrucţia imaginii unui obiect plecind de la

proiecţiile sale diferite, practic realizind o reproducere bidimensională a realităţii tridimensionale.

• Imaginea CT este reprezentare anatomică a unei secţiuni axiale a corpului uman de o grosime prestabilită, prin determinarea absorbţiei razelor X care traverseaza corpul uman din diferite unghiuri.

Principiu de lucru (plan general):

1) Tubul de raze X se roteşte in jurul bolnavului;2) Pe partea opusă detectorii receptioneaza energia fotonică ce a

traversat corpul uman şi o transforma in energie luminoasă;3) O fotodiodă transformă energia luminoasă in semnale

electrice;4)Aceste semnale sunt apoi digitalizate şi transmise unui procesor

de imagini, ce reconstruieşte imaginea pe baza unui număr mare de măsurători, doza de iradiere fiind apreciabilă.

In timpul scanării sunt obţinute diferite profile de atenuare sau proiecţii. Profilele de atenuare sunt o colectare a datelor obţinute de la canalele de detectori la o poziţie unghiulară dată a unităţii tub-detector.

• CT-urile moderne au aproximativ 1.400 de proiecţii la 360o sau aproximativ 4 proiecţii pe grad. Fiecare profil de atenuare cuprinde datele obţinute de la aproximativ 1.500 de canale de detectori, aproximativ 30 de canale pe grad in cazul deschiderii de 50 o a fasciculului de radiaţii.

Schema de ansamblu a unei unităţi CT cuprinde:

– sistemul de achiziţie a datelor,– sistemul de procesare a datelor,– sistemul de vizualizare şi stocare a datelor,– sistemul de comandă a ansamblului.

Sistemul de achiziţie a datelor

• Sistemul de achiziţie a datelor cuprinde tubul de radiaţii X, detectorii şi o serie de elemente electronice asociate, toate montate intr-un cadru denumit GANTRY.

• Aceste componente au cunoscut schimbări considerabile de-a lungul timpului. Tuburile sunt de capacitate medie şi nu diferă principial de cele clasice. Detectorii pot fi – solizi,– gazoşi sau – semiconductori.

Detectorii gazoşi

• Detectorii gazoşi constau din camere de ionizare in care circulă Xenon sub presiune (nu mai mult de 25 atmosfere). Aceste camere (mai mult de 700) sunt confecţionate simultan in cursul fabricaţiei, iar Xenonul circulă liber, presiunea lui fiind constantă. Peretele camăruţelor este confecţionat din plăcuţe de Tugnsten subţire, care servesc ca electrozi, reducind radiaţiile difuzate şi ajungind la colimarea fasciculului.

Detectorii solizi

• Detectorii solizi sunt confecţionaţi din iodură de cesiu şi tungstat de cadmiu marcaţi cu un senzor de silicon care va permite detectorilor să aibă o deschidere mică şi să fie bine impachetaţi. Avem aproximativ 600-1.200 de detectori amplasaţi pe un segment de cerc denumit ibanană de detectori in cazul aparatelor de generaţia a 3-a

Detectori solizi vs Detectori gazosi

Diferenţa dintre detectorii solizi şi cei gazoşi constă in:

1. gradul de conversie a energiei (100% in cazul detectorilor solizi şi doar 60-80% in cazul detectorilor gazoşi);

2. ionizarea remanentă (puternica in cazul detectorilor solizi şi absenţa in cazul detectorilor gazoşi).

In conformitate cu sistemul de achezitie deoebim urmatoarele generatii de CT:

• Prima generaţie folosea un singur tub şi un singur detector, efectuind mişcări de rotaţie şi translaţie in jurul corpului. Dezavantajul major al acestei instalaţii era timpul lung de scanare;

• Generaţia a 2-a folosea de asemenea mişcarea de rotaţie şi translaţie, dar erau folosiţi mai mulţi detectori, iar fasciculul era sub formă de evantai;

• generaţia a 3-a a permis renunţarea la mişcarea de translaţie, tubul şi detectorul efectuind numai mişcare de rotaţie, iar unghiul de divergenţă era deschis in aşa fel ca să cuprindă intreg corpul. Rotaţia detectorilor concomitent cu tubul a permis o mai bună colimare a detectorilor, reducerea radiaţiilor difuzate şi a zgomotului de imagine şi in consecinţă o ameliorare considerabilă a calităţii imaginii;

• generaţia a 4-a are in general aceleaşi principii ca şi generaţia a 3-a, dar detectorii sunt ficşi, dispuşi circular, pe 360 o in timp ce tubul se roteşte in jurul corpului. Colimarea strimtă a detectorilor limitează numărul de proiecţii. Pentru a compensa aceasta, detectorii trebuie colimaţi larg, ceea ce duce la creşterea radiaţiei difuzate şi a zgomotului de imagine şi in consecinţă o diminuare a rezoluţiei de densitate

Concluzionam:

• Aceste patru generatii de CT constituie CT clasică sau convenţională, in care grosimea secţiunii şi distanţa dintre ele sunt prestabilite. Pauza scurtă dintre secţiune, rezervată mişcării mesei pentru secţiunea următoare, permite de asemenea reluarea respiraţiei şi evitarea in acest fel a artefactelor de mişcare.

• Datele colectate de la fiecare secţiune sunt stocate separat.

CT-spirală

• CT-spirală, sau volumetrică presupune mişcarea continuă a mesei şi rotirea continuă a tubului in timp ce pacientul avansează in Gantry. Raportul dintre viteza mesei/rotaţie (nu per secunda) şi grosimea secţiunii este cunoscut sub denumirea de PITCH.

• Reconstrucţia imaginii este facută dintr-un singur set de date la grosimea şi intervalul dorit

Avantajele CT-spirală sunt:

• reducerea timpului de explorare (un examen de abdomen este efectuat numai in 1-2 minute, fiind necesare 2-3 spire, fiecare de aproximativ 25-30 secunde);

• nu depinde de respiraţia şi inconstanţa mişcărilor respiratorii;• ameliorarea detectabilităţii leziunilor in special a celor mici;• reducerea cantităţii de SDC utilizată şi in consecinţa a

costului examinării;• posibilitatea reformatării rapide in planuri multiple sau a

reconstruirii;• reducerea dozei de iradiere a bolnavului.

Sistemul de procesare a datelor.

• Semnalele electrice rezultate in urma conversiei energiei luminoase a detectorilor de catre fotodioda sunt numerizate (matematizate) şi stocate pe o matrice de reconstrucţie, iar apoi comparate cu matricea implementată in aparat. Fiecărui pătrăţel al matricei ii corespunde o unitate de densitate exprimată printr-o nuanţă de gri. Cu cit aceste unităţi de densitate sunt mai mici cu atit imaginea va fi mai bună. Unitatea de volum constituentă a imaginii este denumită VOXEL, iar corespondentul bidimensional al voxelului PIXEL. Pixelul reprezintă, prin urmare, suma valorilor dintr-un voxel şi este cea mai mică unitate constituentă a imaginii

• Unitatea de măsură a densităţii este denumita “Unitate Hounsfield”(UH) şi este definită ca şi a 1/1000 din diferenţa de densitate dintre apă şi aer sau 1/1000 din diferenţa de densitate dintre aer şi compacta osoasă.

• Grila de densităţi este arbitrară, densitatea aerului fiind considerată -1000, a apei 0, iar densitatea osoasă +1000 (sau mai mult in funcţie de performanţele aparatului).

Vizualizarea datelor şi comanda ansamblului

• Imaginea obţinută după reconstrucţie este prezentată pe monitorul din incăperea in care se găseşte consola.

• Operatorul are posibilitatea prelucrării imaginii şi ameliorării datelor unei imagini deja achiziţionată, dar are la indemină şi o serie de elemente operaţionale pe care le selectează inaintea scanării şi de care va depinde in mare măsura calitatea imaginii:– voltajul este proporţional cu volumul scanat (cu cit este mai

mare cu atat penetrabilitatea este mai mare, iar valorile densitometrice mai corecte);

– miliamperajul trebuie să fie optim, un miliamperaj prea mic ducind la artefacte de fotopenie;

• colimarea este folosită in funcţie de scop, secţiunile fine vor avea un zgomot foarte ridicat şi trebuiesc efectuate cu KV ridicat, ceea ce duce la creşterea iradierii bolnavului şi uzura tubului;

• pasul sau incrementul este distanţa cu care se deplasează masa pe care este aşezat bolnavul, fiind de regulă egală cu grosimea secţiunii. Este un parametru tehnic foarte important care determină in mare masură calitatea examinării, dar şi durata ei. Leziunile mici trebuiesc examinate cu secţiuni fine, cele mari cu secţiuni groase, evetual discontinue. Calitatea unei imagini reformatate sau reconstruite va fi cu atit mai buna cu cit secţiunile sunt mai fine;

• zoomul (mărirea imaginii) poate fi prospectiv sau retrospectiv, ultimul obţinindu-se prin mărirea imaginii după achiziţie, lucru care scade considerabil calitatea imaginii.

• Stocarea imaginilor obţinute poate fi făcută pe discul computerului, pe disc optic, CD, etc. Imaginea stocată poate fi revăzută ulterior şi eventual inregistrată pe film radiografic ori fotografic.

• Densitatea ţesuturilor/fereastra• Densitatea unei structuri este reprezentată prin nuanţe de gri

şi depinde  de cantitatea de radiaţii atenuate. Structurile cu o densitate mare produc o atenuare importantă a radiaţiilor, iar pe ecran apar in nuanţe de culoare gri deschis spre alb, avind un număr CT mare. Cele cu densitate mică: grăsimea, bila, urina, sunt reprezentate pe ecran de nuanţe gri inchis spre negru şi au valori de atenuare mici sau negative.

• Imaginea poate fi imbunătăţită pe ecran prin modificarea numărului de trepte de gri (lărgimea ferestrei) sau prin nivelul la care fereastra este setată (nivelul ferestrei).

• Nivelul ferestrei reprezintă densitatea medie a structurilor din aria scanata şi trebuie aleasă pentru a fi cit mai aproape de densitatea medie a ţesutului examinat.

• Lărgimea ferestrei reprezintă diferenţa dintre densitatea cea mai mică şi cea mare de pe imagine. Lărgimea ferestrei trebuie să fie cu atit mai mare cu cit diferenţa de densitate dintre structurile studiate va fi mai mare şi mai strimtă pentru structurile cu diferenţe mici de densitate. O fereastră strimtă avind contrastul cel mai ridicat va acoperi numai o porţiune redusă din grila de densităţi.

• In general nivelul de densitate pentru majoritatea structurilor din organism se situează Intre +10 şi +90 UH. Structurile cu conţinut aeric şi lipomatos au valori negative. Astfel, un lipom are valoare de atenuare de -50 UH. Administrarea SDC modifică semnificativ densitatea ţesuturilor a caror valoare creşte cu 40-60 UH.

• Pentru ţesuturile moi nivelul ferestrei va fi in jur de 50 UH, iar lărgimea ei la aproximativ 350.

• Pentru torace se va utiliza o fereastra de ţesuturi moi care va permite studiul structurilor mediastinale şi o fereastră de parenchim cu nivel la aproximativ -500 şi lărgimea la aproximativ +2000.

• Studiul craniului va necesita de asemenea o fereastră de parenchim cu nivel la aproximativ +35 UH şi lărgimea la aproximativ +80 şi o fereastră osoasă pentru studiul calotei şi a bazei craniului nivel la aproximativ +500 şi lărgime la aproximativ +1500

CT cerebrum

Tomografie computerizată abdomen, dreapta examinare cu SDC

CT torace, fereastră plamin respectiv fereastră mediastin

Tomografie computerizată genunchi , respectiv braţ

Diferenţierea intre tubular şi nodular pe imaginea CT

• Diferenţierea intre tubular şi nodular pe imaginea CT este esenţială dar poate fi extrem de dificilă in condiţiile in care densitatea acelor structuri este apropiată. Urmărirea secvenţială a secţiunilor proximal şi distal de secţiunea in studiu poate ajuta la elucidarea  aspectului ca şi folosirea contrastului i.v.. De regulă imaginile nodulare sunt vizibile doar pe una sau două secţiuni, in timp ce un vas sau o masa musculară poate fi urmărită pe mai multe secţiuni.

Administrarea SDC

• Diferenţierea structurilor normale de cele patologice sau chiar a celor normale intre ele este adesea foarte dificilă datorită valorilor de atenuare apropiate ale acestora. Pentru ca o structură să fie percepută separat este necesar ca intre ea şi structurile adiacente să existe o diferenţă de densitate de 4-6 UH.

• Administrarea SDC conduce la creşteri cu 40-60 UH a densităţii, accentuind diferenţele de densitate intre ţesuturi şi permiţind individualizarea lor

• Structurile din jur determină in mod substanţial calitatea şi aspectul imaginii. Un hematom cerebral va apărea hiperdens datorită faptului că masa cerebrală are valori de densitate inferioare singelui proaspăt, pe cind un hematom hepatic va apărea hipodens, parenchimul hepatic avind valori densitometrice superioare singelui.

• Administrarea SDC poate fi făcuta pe diferite căi (i.v., oral, endorectal, endovaginal, etc).

Indicaţiile administrării SDC sunt:

• precizarea vascularizaţiei masei tumorale;• diferenţierea intre o masă tumorală şi o malformaţie

vasculară;• identificarea structurilor tubului digestiv;• diferenţierea elementelor hilului hepatic ori pulmonar;• evaluarea tractului urinar;• detectarea leziunilor focale (hepatice, pancreatice,

cerebrale, etc) şi precizarea naturii lor;• identificarea pachetului vascular, raporturilor sale cu

masa tumorală.

• Tehnica administrării SDC este aleasă de examinator. Pentru contrastul i.v. poate fi in bolus (cantitate mare in timp scurt). Pentru celelalte căi de administrare tehnica trebuie adaptată scopului urmărit.

• Metodologia examinării trebuie să ţină cont şi de comportamentul particular al unor structuri la administrarea contrastului. In investigarea etajului abdominal superior trebuie să se ţină cont că pancreasul se incarcă şi se “spală” inaintea splinei şi a ficatului şi ca atare scanarea va incepe cu el.

Artefactele

• Prezenţa artefactelor ingreunează interpretarea imaginilor, iar cunoaşterea lor prezintă importanţă deosebită atit pentru evitarea sau diminuarea lor cit şi pentru evitarea falselor interpretări.

• Există in principal două tipuri de artefacte:• Artefacte inerente (rezultate in principal din prelucrarea

datelor) – Alinierea greşită a detectorilor cu raze X– Inomogenităţi in emisia fasciculului– Erori de măsurare– Artefacte de coastă– Artefacte de fosă posterioară “stripe artefacte”

• Artefacte de malfuncţie (de aparat şi utilizator): – Ring artefact (eroare de detectori)– Artefacte de mişcare (pot fi diminuate prin sedarea

pacientului, reducerea timpului de scanare şi coordonarea respiraţiei)

– Efectul de volum parţial este artefactul cel mai frecvent intilnit. Este datorat folosirii unei secţiuni prea groase faţă de dimensiunile structurii de interes.

• Operatorul determină grosimea secţiunii in funcţie de regiunea explorată. Pentru torace şi abdomen se folosesc secţiuni de 8 sau 10 mm, in timp ce baza craniului, fosa posterioară sau coloana trebuiesc examinate cu secţiuni mai fine, 2-5 mm. O structură poate fi inclusă in grosimea unei secţiuni in intregime sau numai parţial. Valoarea densitometrică a voxelului depinde de media atenuării tuturor structurilor din interiorul ei. Dacă o structură are imagini nete pe o secţiune, ea va aparea bine definită (cazul aortei sau cavei abdominale). Efectul de volum parţial survine atunci cind structura nu ocupă in intregime grosimea unei secţiuni : de exemplu cind structura include o parte a corpului vertebral şi o parte a discului adiacent, definirea leziunii va fi slabă. Aceasta se intamplă şi in cazul organelor care se subţiază in cadrul unei secţiuni precum polul renal sau vezica biliară.

• Pregătirea examinarii presupune informarea pacientului despre metodologia examinării, posibile reacţii la substanţele de contrast şi efectul nociv al examinării dar şi a medicului asupra unor date menite să prevină eventualele accidente sau să ajute la interpretare precum:

• existenţa unor episoade alergice anterioare la substanţa de contrast iodate sau a unor boli alergizante;

• funcţia renală (nivelul crescut al creatininei contraindică explorarea cu contrast, iar la pacienţii care urmează dializă pentru insuficienţa renală cronică explorarea CT cu contrast va preceda cu cel mult 24 sau 48 ore dializa);

• funcţia tiroidei (administrarea contrastului la hipertiroidieni poate cauza crize tireotoxice, iar la cei care urmează tratament cu iod radioactiv ineficientizează tratamentul prin blocarea tiroidei);

• nivelul glicemiei (se impun precauţii in administrarea contrastului la diabetici);

• investigaţiile CT sau prin alte metode imagistice anterioare pot ajuta la elaborarea diagnosticului sau prin comparaţie la precizarea gradului de răspuns ori evoluţie a bolii;

• prezenţa substanţei baritate in tubul digestiv de la o explorare anterioară impun aminarea examenului CT cu 2-3 zile;

• prezenţa unor obiecte metalice in regiunea examinată precum cercei ori proteze dentare pot artefacta imaginea şi se impune indepărtarea lor.