TOMOGRAFIA COMPUTERIZATACATEDRA DE RADIOLOGIE SI IMAGISTICA MEDICALA SUUBUMF CAROL DAVILA

Computer tomografia (CT) reprezint o metod imagistic prin care pe baza coeficentului de atenuare prin absorbtie a razelor X si a efectului de paralaxa produs prin rotatia unei surse radiogene in jurul unui corp, se obtine o sectiune virtuala de grosime variabila a structurilor traversate

In esenta, CT este o metoda densitometrica prin care cu ajutorul unui calculator se transforma densitati fizice in nuante de gri, necesare formarii unei imagini alb/negru

Principiile CT

1. Masurarea atenuarii unui fascicul de raze X ce trece printr-un corp si calculul coeficientului sau de atenuare

2. Reconstructia imaginii unui obiect plecand de la proiectiile sale diferite (reproducerea bidimensionala a realitatii tridimensionale)

O instalatie CT este structurata din trei operatiuni principale nesecare obtinerii informatiei vizuale finale:AchizitiaReconstructiaPost-procesarea

Sistemul de achizitie al datelor

Tubul de radiatii XDetectorii: pot fi solizi (contin iodura de cesiu), gazosi (xenon presurizat) semiconductoriColimatorul Circuitele de racire

Toate aceste elemente se afla intr-un cadru numit Gantry, ce se poate bascula sub un unghi de 15-39

Tubul emite un fascicul de radiatii X colimat la grosimi de 1-10mm.

Sursa radiogena se roteste continuu in jurul pacientului si emite continuu sau periodic in timpul unei rotatii de 360

Avantajul achizitiei rotatorii este acela ca opereaza in plan axial (perpendicular pe axul lung al corpului)

Tipuri de aparate CTCT rapid (fast CT, dynamic CT)CT spiral (volumetric)CT multislice

Avantajele CT spiral/multislice: Reducerea timpului de achizitieAmaeliorarea calitatii imaginii prin evitarea artefactelor generate de respiratia pacientuluiAmelioarea decelarii leziunilor miciPosibilitatea reformari rapide in planuri multiple (reconstructii)Reducerea dozei de iradiere a bolnavuluiReducerea cantitatii de subtanta de contrast necesara

Formarea imaginiiare 3 timpi distinci:

Scanarea fascicolul de raze X strbate structura de examinat fcnd o rotaie de 360 n jurul bolnavului; fasciculul atenuat ajunge s ionizeze detectorii de iodur de Cesiu, curenii generai de acetia sunt amplificai i utilizai ca date de msur primar a densitilor traversate fiecare detector efectueaza peste 1000 de masuratori de densitati; aceste msurtori sunt convertite n semnal electric i transmis spre prelucrare digital unui calculator.

Formarea imaginii2. Reconstrucia imaginii: n funcie de valoarea coeficientului de atenuare si pozitia in spatiu, fiecare structur intern va putea fi recunoscut.Din coeficientul de atenuare a luat natere unitatea de densitate (UH). n cadrul prelucrrii i reconstruciei sunt incluse operaii care permit o obiectivizare strict matematic a datelor imaginii: astfel densitile au fost codificate n 2000 de nuane de gri, cte una pentru fiecare unitate convenional de densitate ntre 1000 UH (uniti Hounsfield), cea mai mic densitate posibil n corpul omenesc aerul, i + 1000 de UH, cea mai mare densitate posibil compacta osoas.

Apa = 0 UH Aer = - 1000 UHos = + 1000 UH Parenchim renal 30 60 UHLichid(urin) 20 UH grsimea perirenal 15 la 60 UH.

Calculatorul utiliznd peste 350.000 de valori rezultate la o rotaie complet, reconstruiete imaginea de seciune pe care o afieaz pe un monitor video n nuane de gri.

Formarea imaginiiImaginea CT este o matrice de elemente individuale

O matrice este un tablou rectangular cu m coloane i n linii care are m x n ptrate elementare.

Volumul studiat este descompus n mici elemente de volum numite voxeli = volumul elementar.

Mrimea unui voxel depinde de:cmpul de reconstrucie (FOV field of view)mrimea matricei (64, 128, 256, 512, 1024 elemente)grosimea seciunii (1-20mm)

Pixelul = imagine elementara

Mrimea unui pixel= FOV/ mrimea matricei

marimea matricei si volumul tisular influenteaza rezolutia spatiala

Formarea imaginii 3. Vizualizarea imaginii: conversia imaginii numerice ntr-o imagine vizibil (scal de gri-uri).

Ochiul uman nu poate percepe din cele 2000 de nuane de gri dect 18 20

Pentru ca imaginea s devin operaional n cadrul diagnosticului este necesar ca medicul radiolog imagist s perceap elementele patologice ale unei imagini i s aleag dintre cele 2000 UH pe cele 18 20 optime pentru vizualizarea imaginii patologice

Aceast operaie se efectueaz cu ajutorul ferestrelor de densitate Fereastra = intervalul de densiti reprezentate de totalitatea scrii de gri-uri a monitorului.

Lrgimea ferestrei (window width) poate fi modificat O fereastr larg furnizeaz o imagine cu contrast moderat, n timp ce o fereastr ngust ne ofer un contrast foarte bun

Nivelul ferestrei trebuie adaptat la valoarea medie a densitii structurii studiate

Indici de performanta ai CTRezoluia spaial = distana minim la care 2 elemente geometrice matriceale, puncte sau linii pot fi percepute corect (separat):n CT: 0,5-1,5 mmn radiografia standard: 0,2-0,4 mmn mamografie: 0,1mm

Rezoluia de densitate = diferena de densitate a 2 esuturi care s poat fi observate separat.n radiografia convenional: 10%n CT: 0,25-0,5%

Avantajele CTdiferentiaza intre ele densitati radiologice putin diferite

realizarea de cupe transversale (axiale) inaccesibile radiologiei standard

iradierea pacientului este limitata pe zona studiata (fata de tomografia conventionala in care pentru fiecare sectiune este iradiat tot segmentul respectiv)

CT spiral si multislice:rapiditatescanarea intregului volum, fara a sari tehnici de reconstructie MPR, 3D avansateinvestigatie de electie a vaselor si vascularizatiei parenchimelor dupa adm. s.c.

Indicatiile examinarii CTPatologia craniana, mai ales in urgenta (suspiciune de accidente vasculare acute hemoragice sau ischemice, traumatisme craniene, patologie tumorala etc)

Patologia toracica (plus de informatii dupa radiografie, stadializare tumorala pulmonara, patologie mediastinala)

Indicatiile examinarii CTPatologie abdominala si pelvina (dupa echografie, pentru patologie a organelor parenchimatoase in special)

Patologie osteo-articulara (pentru segmente osoase greu investigabile prin Rx pelvis, craniu, coloana vertebrala-, dupa radiografie pentru date suplimentare in patologie traumatica, infectioasa sau tumorala in ceea ce priveste integritatea corticalei, densitatea leziunilor etc, reconstructii MPR si 3D)

Pregatirea pacientuluiSe incepe cu informarea pacientului despre metodologia examinarii si efectele razelor X

Anamneza pacientului pentru APP de tip alergic (la substanta de contrast iodata sau alte substante/medicamente) Indepartarea tuturor structurilor cu continut metalic pe care pacientul le are asupra sa (proteze dentare mobile, aparat auditiv, telefon mobil, cercei, agrafe, lant, ace de siguranta, monede

Prezenta substantei de contrast cu bariu in tubul digetiv de la o explorare anterioara impun amanarea examenului CT cu 2-3 zile

Atentie la pacientii cu tulburari ale functiei tirodiene: - administrarea substantei de contrast iodate la hipertiroidieni poate cauza crize tireotoxice - administrarea substantei de contrast iodate la cei sub tratament cu iod radioactiv, face ineficient tratamentul

Pregatirea pacientuluiPozitia pacientului (diferita in functie de aria de interes):Decubit dorsal cu capul in hiperextensie, fixat pe o tetiera destinata studiului coronal al capului

Contrastul in CT Diferentierea structurilor normal/patologic sau normal/normal poate fi uneori foarte dificila datorita valorilor de atenuare apropiate ale acestora

In CT, o structura este perceputa separat doar daca intre ea si structurile adiacente exista o diferenta de densitate de minim 6-10UH

Administrarea substantelor de contrast (s.c.) accentueaza diferentele de densitate intre tesuturi si permite individualizarea lor

Administrarea s.c.determina cresterea densitatii unei structuri cu 40-60UH

Contrastul in CTAdministrarea s.c.se poate face pe diferite cai: i.v, oral, endorectal, enovaginal

Se prefera inceperea investigatiei cu o examinare nativa (pentru comparatie ulterioara), mai ales cand se suspicioneaza sangerari postraumatice sau netraumatice

Tehnica administrarii s.c. este aleasa de examinator (ex: bolus pentru contrastul i.v)

Pentru administrarea i.v. se folosesc substante de contrast iodate, 1-2 ml/kgc, concentratie 30-60%,viteza de injectare de 3-6ml/sec (pt angio-CT)

Contrastul in CTIndicatiile administrarii s.c. i.v.In patologia oricarui aparat/sistem Aprecierea vascularizatiei normale/patologiceDiferentierea intre o masa tumorala si o malformatie vascularaEvaluarea tractului urinar si a functiei renaleDetectarea leziunilor focale si precizarea naturii lor

Indicatiile administrarii s.c. per os:-opacifierea structurilor tubului digestiv

Contraindicatii absolute ale administrarii s.c iv:Insuficienta renala acuta/cronica (creatininemie serica >2 mg%)Alergie la iod

Contraindicatii relative ale administrarii s.c iv:Creatininemie serica 1,5-2mg%DeshidratareDiabet zaharatMielom multipluFeocromocitomAlergii medicamentoase sau teren atopic

Artefactele in CTRezulta din factori ce cauzeaza ca un voxel sa aiba un coeficient de absorbtie diferit atunci cand este vizualizat dintr-un unghi opus

Prezenta lor ingreuneaza interpretarea imaginilor

Cunoasterea lor prezinta importanta deosebita atat pentru evitarea /diminuarea lor cat mai ales pentru evitarea falselor interpretari

Se manifesta ca niste benzi hiperdense (albe) sau hipodense(negre)

1. Artefacte de miscarecel mai frecvent intalnit; cel mai usor de evaluat (pierderea rezolutiei de detaliu)Pot fi diminuate prin: sedarea pacientului, reducerea timpului de scanare, respectarea comenzilor respiratorii (apnee)

Artefactele in CT2.Efectul de volum partialAl doilea ca frecventa intalnitSe datoreaza folosirii unei sectiuni prea groase fata de dimensiunile structurii de interes

3. Ring artifact - Se datoreaza erorii unui detector defect

4. Arefacte de os si aer Intalnite cand sinusurile paranazale (mai ales cel frontal) si osul cortical au o configuratie ce determina uncoefeicient de atenuare inegal al voxelilor adiacentiAcest coeficient este modifcat exagerat la cele minime miscari ale pacientului

Artefactele in CT5.Artefacte stelateProduse de obiecte metalice sau arii intens calcificateConstau in benzi dense ce iradiaza de la nivelul obiectului respectiv

6.Artefacte de fosa posterioara (stripe artifacte)Constau in benzi hipodense neregulate intre cele doua stanci temporaleDetermina vizualizarea defectuasa a puntiiPot fi diminuate prin folosirea unor cupe fine pe aceasta regiune