CT:n peruskäsitteet ja kuvausprotokollat

Transkriptio

1 CT- ja fuusiokuvantamisen perusteet-kurssi CT:n peruskäsitteet ja kuvausprotokollat EL Juha Ratilainen Miksi CT? Renessanssi 2000-luvulla monirivilaitteitten myötä Nopea koko vartalon dynaaminen kuvantaminen Tarkka anatominen kuva <1mm, jopa alle 0,03 mm Kohtuullinen kudoskontrasti Hinta ja saatavuus Käytettävyys MRI:n nähden Kuvan muodostuminen leikkeessä paikkaerottelu perustuu takaisinprojektioon kudosten absorptio esitetään CT-kuvassa kuten rtg-kuvassa filmillä eli vähäinen absorptio - tumma kuva laskualgoritmi vaikuttaa voimakkaasti kuvan ominaisuuksiin 1a b3 4 0c d Leiketasossa kuvan tarkkuus riippuu detektorien ja mitattavien spektrien määrästä

2 Joka pyörähdyksellä kerätään projektiota Detektoreita rivissä Leikkeen kuvamatriisi 256 x x 1024 (yl. 512 x 512) Z-akselin suunnassa leikepaksuus vanhoissa laitteissa paljon suurempi Kuva-alkion koko? Matriisi 512 x 512, FOV 50mm Kuva-alkion koko xy-tasossa ~ 1 mm Kollimointi l. sädekeilan leveys määrää minimileikepaksuuden Kollimointi Field of View, FOV Z-akseli Leikkeen koko, yleensä ilmoitetaan mm:nä Maksimi esim. 70cm Scan FOV (SFOV): keilan leveys Reconstruction FOV (RFOV): rajattu kuvaala SFOV RFOV Pienentäminen vähentää sädeannosta Lisää kuvanlaatua Vaatii keskellä putkea olevan kohteen (sydän, nivel) Ei jälkikäteen laajennettavissa Kuvan rajaaminen mielenkiintoalueella Ei varsinaisesti muuta kuvanlaatua Jälkikäteen muutettavissa (raakadatasta)

3 Sekventiaalinen vs spiraali-tt Sekventiaalinen kuvaus: pöydän ja putken liike vuorottelevat Spiraalikuvaus: Pöydän ja putken liike samanaikaista Leikkeiden sijaan spiraali, josta leikkeet interpoloidaan Kuvaus nopeutuu merkittävästi Nopeaa? Jos halutaan kuvata 50cm matka ja putki pyörähtää kerran sekunnissa ja pyörähdyksellä kuvataan 1mm kesto 500s... Mitä voidaan tehdä? Kollimaatiota voidaan lisätä Pitchiä voi kasvattaa Pöydän ja putken liikkeen suhde pitch = 1, ei rakoja Monirivi-TT Kollimointi ja monirivi-tt Z-akseli Hyötyjä 64-rivilaite kuvaa vartalon alueen <10s ~!1mm leikepaksuudella Kuvaukset yhdellä hengityspidätyksellä Vähän liikeartefaktaa Isotrooppinen kuvaus vaikka koko vartalon alueelta pienin vokselein Varjoainekontrastin optimointi (angiot) Dynaaminen kuvaus - tarvittaessa useita varjoainesarjoja samalla boluksella laajalta alueelta

4 Konvoluutiokernelit Raakadatasta varsinaista takaisinprojektion yhteydessä valitaan joku kernel joka määrittää kuvan terävyyttä Raakadataa ei säilytetä, kernel valittava ennen kuvien tulkintaa mutta voidaan tarvittaessa laskea uudelleen jos raakadata tallella Kerneliä kuvaa lukuarvo, pienempi = pehmeämpi (10-90) Korkeampi kernel terävöittää reunoja (luu, keuhkot) Kuvien kohina lisääntyy (pehmytosat rakeiset) low-dose CT: pehmeä kernel Ikkunointi Ikkunointi Esim. pehmytosia tarkastellessa keskinäiset tiheyerot ovat pieniä ja tulkintaa varten tätä kaistaa levitetään Tällöin keuhkot kuvautuvat mustina, luu valkoisena, rasva tummana Keuhkoja arvioitaessa kirkkautta kasvatetaan voimakkaasti Esiasetukset eivät aina riitä (rasva, luu vs. veri, varjoaine vs. plakit) Luuikkuna tms. siis on oikeastaan oikean kernelin ja ikkunoinnin yhdistelmä CT-datassa mitattujen absorptioarvojen skaala on paljon laajempi kuin mitä voidaan harmaasävyillä kuvata tai silmällä havaita Silmä erottaa kymmeniä harmaasävyjä, datassa tuhansia Kaikkea kuvainformaatiota ei siis voida esittää yhdellä kertaa Tarkasteltavan kohteen mukaan kuvia ikkunoidaan niin että mielenkiinnon kohteena olevat kudokset erottuvat sopivasti toisistaan Parametrit L(evel), W (idth)

5 Hounsfield Unit (HU) HU:t Tiheyden numeerinen mitta Määritelty suhteessa veden absorptioon joka saa arvon 0 Kaasu saa arvon -1000, ylärajaa ei määritelty Kirkas, seröösi neste 0-20 Sakeampi neste > 20 Solidit muutokset, kudos 30 - n. 100 HU Varjoainetehosteella nämä arvot nousevat kudoskohtaisesti (perfuusion ja kuvaushetken mukaan) joitakin kymmeniä Verisuonissa ad useita satoja Puhdas rasva n HU Rasvoittunut kudos, tiheys vaihtelee (maksa, tuumorit) Luu, kalkit, metalli = satoja Hyödyllinen työkalu - mm. kystat, tuumorit, maksan rasvoittuminen Lisämunuais ym. tuumoreiden wash-out Varo: partiaalivolyymi, liian pieni mitta-alue 52 HU 31 HU 44 HU 100 HU 234 HU 145 HU -90 HU Varjoaineen käytöstä 12 HU 280 HU 77 HU CT:n pehmytosakontrasti huono Jodi lisää säteilyn absorptiota Diagnostinen tutkimus vaatii mielenkiintoalueelle optimoidun kontrastin Kun mielenkiintoalueella varjoainetta eniten, on kontrasti muuhun paras Enemmän on parempi (maksametastaasit jne.) Kuvauksen ajoitus ja varjoaineinfuusio kysymyksenasettelun mukaan

6 Varjoaineen (iv) käytöstä CT-angiografiat (suonten arviointi) Verisuonten erottuminen (esim imusolmukkeista) Parenkyymielinten tehostuminen (leesioiden erottuminen ja karakterisaatio) Interstitiaalinen tehostuminen (inflammatoriset muutokset, tuumorit) Virtsateiden tehostuminen (eritysvaihe, kollektiosysteemin erottuminen) Ajoituksen optimointi Ennalta asetettu viive (delay) laskien boluksen aloittamisesta Testibolus Bolus tracking Trifaasinen kuvaus Natiivi vertailua varten yl. ylävatsasta (maksa, haima) Arteriavaihe: angiot, verisuoni-invaasio, hypervaskulaariset tuumorit Venavaihe: hypovaskulaariset tuumorit (metastaasit) Monifaasinen tutkimus monirivilaitteiden etu, vatsan/vartalon kuvauksissa usein tarpeen Varjoaineen optimointi Mahdollisimman paljon jodia mahdollisimman lyhyessä ajassa Käytetään korkeaa jodipitoisuutta (> 300 mg I/ml) Riittävä flow (3-5 ml/s) Riittävä tilavuus varjoainetta ( ml) Va:n perään NaCl-bolus Saadaan aikaan korkea pitoisuus, mutta kesto lyhyt Nopeilla laitteilla ajoitus tarkka Varjoaineboluksen saapumisaikoja Aortta Karotissuonet Munuaisvaltimot Maksavenat Haiman parenkyymi Munuainen (kortikomed.) Munuainen (nefrografinen.) Munuainen (eritysvaihe) Alacava s s s s 40 s s 100 s 5-15 min 150 s

7 Peroraaliset kontrastiaineet Positiiviset kontrastiaineet: barium, jodi Negatiiviset kontrastiaineet: vesi, metyyliselluloosa, mannitoli, öljypohjaiset, maito, ilma, CO2 Vatsan kuvantamisessa vesijuotto suositeltava, ml ennen tutkimusta Positiivisille kontrastiaineille vähän käyttöä päivystysajan ulkopuolella Kuvausarvoista Rtg-säteilyä määrittää kaksi tärkeää suuretta: putkijännite (kvp) ja putkivirta (mas) Jännite jolla rtg-säteilyn synnyttäviä elektroneja kiihdytetään määrää syntyvän säteilyn jakauman ja maksimienergian Putkivirta määrää syntyvän säteilyn määrän mutta ei vaikuta säteilyn energiajakaumaan Sädeannos on suoraan verrannollinen käytettyyn virtaan ja jännitteen neliöön Kuvausarvoista Kuvausarvoista Kuvan laatu laskee (kohina kasvaa) suorassa suhteessa virtaa vähennettäessä Jännitteen suhde sädeannokseen ja kuvanlaatuun mutkikkaampi Liian matala jännite - säteily jää enimmäkseen potilaaseen Liian korkea jännite - sironta (Compton) kasvaa ja kontrasti huononee Norm. 120 kv Jännitettä voidaan laskea laihoilla potilailla ja lapsilla ja saavuttaa merkittäviä sädeannoksen vähennyksiä Low-dose CT (esim. PET-CT:ssä: kuvataan matalalla mas:lla ja kuvat lasketaan pehmeällä kernelillä jolloin kohina siedettävällä tasolla Ei sovellu tarkkaa resoluutiota vaativiin tutkimuksiin mutta mm. onkologisiin tutkimuksiin (PET / CT) riittävä Koronaari-CT vaatii puolestaan mahdollisimman laadukkaat kuvat - kuvataan korkeilla masarvoilla Nykylaitteilla itsesäätely (modulaatio) Katselutekniikasta Ikkunointi (esiasetukset ja niiden säätö) Järkevä työaseman hyödyntäminen (kinetekniikka jne) Putkimaiset vs. pyöreät rakenteet Mutkittelevat rakenteet (suonet, suoli): edestakainen seuranta Kolmen suunnan tarkastelu Hyvän ohjelmiston merkitys Ohuimpien leikkeiden tarkastelu ei usein järkevää tai tarpeen. Kohina vähäisempää ja käsittely nopeampaa esim. 3mm leikkeillä Muista: vasen kuvissa oikealla... Aiheesta enemmän... Tai mm.