KLIINISEN KUVANTAMISEN PERUSTEET II Opetuksen sisältö ma prof Katariina Luoma TIETOKONETOMOGRAFIAN HISTORIAA S. 1972; isät Hounsfield / Cormack 1974-1976 1976 ensimmäiset CT-(CAT (CAT-scan scan) laitteet 1980 keskivaiheilla helikaali-tt TT, jossa nopeus ja tarkkuus Leiketutkimusten fysikaaliset perusteet ja kuvantamistekniikka TT-kuvausten, magneettikuvausten ja isotooppitutkimusten kliinisiä sovellutuksia esimerkkitapauksin TT-LAITTEEN RAKENNE Kuvauskohteen ympärillä pyörivä röntgenputki, josta ohut sädekimppu kohteeseen Donitsinmallinen pyörivä detektori kohteen vastakkaisella puolella Liikkuva tutkimuspöytä tki tä TT-KUVAN MUODOSTUS 3-ulotteisesta, halutun paksuisesta (0,5-10mm) viipalemaisesta kohteesta saadaan 2-ulotteisia poikkileikekuvia, jossa rakenteet kuvautuvat erilleen, eri leikkeisiin Kudosviipaleen läpi menneen säteilyn määrästä laite laskee moni- mutkaisella laskentamallilla keski- määräiset kudostiheydet eri kohdissa ja esittää ne digitaalisesti harmaan eri sävyinä kuvaelementeissä l. pixeleissä TT:N TOIMINTA: 1-leikelaite Detektorit pyörähtävät 360 (1 kuva) ja takaisin (1 kuva) mittaavat poikittaisen i viipale- maisen kohteen läpäisseen säteilyn määrän ä Pyörähdysten välissä pöytä liikkuu eteenpäin 1-10mm 10mm (leikepaksuuden) verran Leikkeen paksuisen kudoskohteen läpi menneen säteilyn määrästä laskee laite kudostiheyden eri kohdissa TT:N TOIMINTA: Helikaalilaite (monileikelaite) Detektoririvi pyörii yhteen suuntaan yhtämittaisesti Tutkimuspöytä liikkuu konstantisti eteenpäin Saadaan spiraalikuva = 3D -informaatiopakka, josta voidaan leikekuvia e valitun paksuisista kudosviipaleista tuottaa eri suunnissa ja eri tekniikoin
Vartalon TT 1-leikelaite monileikelaite AKSIAALI KORONAALI SAGITTAALI Hounsfield Units (HU) Kuvaavat rtg-säteiden Kudos HU läpäisevyyttä kuvapixelissä Luu +1000 harmaasävyasteikolla Maksa 40-60 Veri suonissa40 Harmaa aine 37-45 Valkea aine 20-30 Lihas 10-40 Munuainen 30 Likvor 15 Vesi 0 Rasva --50 100 Ilma -1000 CT-kuvan ikkunointi työasemalla Päätetään mihin kudokseen (tiheyteen) keskitytään kuvassa Valitaan keskipiste (keskimääräinen HU) Määritellään tarkasteltavien harmaasävyjen lukumäärä Ikkunointeja esiasetettu katselimeen - modifioitavissa Keuhkokudos Lihas Luu Luuikkunakuvassa luu ja kaasu erottuvat muista kudoksista Thoraxin TT 5mm leike HRTT 0,5mm leike 12 LBonomo et al Multidetector computed tomography tecnology, 2003, s19
HRTT HRCT=HighHigh Resolution Computed Tomography 1 mm leikepaksuus 10-20 mm välein. Keuhkoparenkyymin muutosten tarkempi arviointi: sarkoidoosi, keuhkofibroosit,,p pneumoniat, alveoliitit ym. Bronkiektasiat THORAXIN TT: KUVAUSAIHEET Epäselvän Thx-rtg-kuvalöydöksen k jatkoselvittely: l keuhkoparenkyymitiivistymä, y pleuramuutos, mediastinumin ekspansiot Vaikean pneumonian luokittelu ja komplikaatioepäily Epäily -keuhkoemboliasta -aortan dissekaatiosta/aneurysma -parenkyymisairaudesta -maligniteetista thoraxin alueella Todetun tuumorin levinneisyysselvittely i l itt l TT-ohjatut keuhkon/pleuran neulanäytteet Thx-rtg:ssä Thoraxin TT rtg:ssä näkyvän tiivistymän jatkoselvittely TT-ohjattu näytteenotto ABSKESSI Adeno ca Thoraxin TT tehosteaineella: Keuhkoembolia Thorax post-trauma: trauma: Aortan ruptuura
Aortan dissekaatio Verisuonten kuvantaminen: aneurysmat ABDOMEN TT-kuvauskohteita Rasvassa on matala tiheys ja sen keskellä k erottuvat t prnk parenkyymielimet ili toisistaan -myös tiehyet erottuvat Maksa Haima Perna Munuaiset Lisämunuaiset IImusolmukkeet Verisuonet Suolisto Abskessit / Nestekertymät Axiaalileike 5mm haimatiehyt Maksassa vain reunoilta tehostuva hemangioma (pehmytkudosikkunalla) Poikkileikekuva pallean ja maksan tasosta - Abskessi Axiaalileike 5mm Axiaalileike 5mm
Krooninen haimatulehdus: kalkit Poikkileikekuva keskivatsalta munuaisten tasolta - Lymfooma Axiaalileike 5mm Axiaalileike 5mm TTA: VERISUONIANOMALIAT Koronaarisuonten TT-angiografia g TT-KOLONGRAFIA + VIRTUAALICOLONOSCOPIA (tehosteaineella) LBonomo et al Multidetector computed tomography tecnology, 2003, s19 ja 188 TT TUKI- JA LIIKUNTAELINTEN DIAGNOSTIIKASSA Monivammapotilaat, korkeaenergiset traumat Murtumien jatkoselvittely: vaikeusaste, stabiilius Luurakenteen selvittely: luuydin/cortex, kalkkiutumat Tuumorin levinneisyys Artrografiat ym. jos MRI ei käy Postop. raudan selvittely Vanhuksilla MRI:tä helpompi - nopea
TT-kuvien TTjälkikäsittelyä TT: Kasvonmurtuma rekonstruoitu TTTT-kuva Surface rendering 2D-luureformaatio 3D reformaatio luu TT: Acetabulumin reunan murtuma ja 33--ulotteisia rekonstruktiokuvia. rekonstruktiokuvia NIVELET: TT--artrografia TT Tehosteaine nivelonteloon i l t l AIVOJEN NATIIVINATIIVI-TT - TÄRKEÄ PÄIVYSTYSTUTKIMUS VERENVUOTO? INFARKTI? TUUMORI? HYDROKEFALUS? EPIDURAALINEN HEMATOOMA SAV
KALLOMURTUMA SUBDURAALINEN HEMATOOMA Luuikkunakuva pre-op. post-op. TRAUMA METASTAASIT HEMORRHAGINEN INFARKTI AKUUTTI HEMIOIRE 1. VRK KULUTTUA Mean Transit Cerebral Blood Cerebral Blood Volume Time Flow PERFUUSIO-TT - vas. median alueen perfuusio hidastunut mutta verivolyymi säilynyt infarkti on mahdollisesti estettävissä liuotushoidolla
Ahtauman asteen määritys mittauksin TT-angiografia: g A: a.carotis internan ahtauma MIP Isotooppitutkimukset: PET-TTTT Hybriditutkimus: syövän levinneisyysselvittely PET positroniemissiotomografia: i i i -näyttää herkästi metabolisen aktiviteetin pesäkkeet TT näyttää ää anatomian: löydösten tarkka lokalisaatio li i FDG = 2-Deoxy-2 (18F)fluoro fluoro-d-glukoosi-merkkiaine; -puoliintumisaika n.2 tuntia Tutkimus kestää 30 min Helpottaa patologisten muutosten havaitsemista varsinkin arpimuutoksien seasta Epäspesifi menetelmä: myös tulehduspesäkkeet keräävät merkkiainetta PET PET-TT: TT: Syövän levinneisyyden selvittely PET-CT Nicola Stephens, Hospital Imaging & Radiology 2007 vol 2 nro 3 s.48 Magneettikuvaus: MRI MAGNEETTIKUVAUSLAITE H 2 O Perustuu protonien liikkeisiin vaihtuvissa magneettikentissä - niiden lähettämästä radiotaajuisesta signaalista muodostetaan kuva
Magneettikuvaus: MRI Magneettikuvauksen perusteita H 2 O Rf-signaalin keruu kuvanmuodostusta varten SE- ja GE-sekvenssillä -eri sekvensseillä l. eri järjestyksessä j annettavilla pulsseilla tai paikallisen magneettikentän muutoksilla voidaan korostaa eri ilmiöitä kuten T1- tai T2- relaksaatiota -sekä T1- että T2-aika vaikuttavat Rf-signaaliin, myös protonitiheys Radiotaajuinen poikkeutuspulssi T1- ja T2-relaksaatio Magneettikuvauksen perusteita Gradienteilla muodostetaan voimakkuudeltaan sijainnin mukaan vaihteleva lisäkenttä, jonka avulla kerätty rf-signaali voidaan paikkakoodata MR-kuvan resoluutio l. paikkaerotuskyky: y FOV = field of view gradientin jyrkyys Kerätty signaali Fourier-muunnos Magneettikuva Suurempi volyymi = suurempia vokseleita - ja pikseleitä l. huonompi resoluutio. -matriisi 256 tai 512 Jyrkempi gradientti = parempi resoluutio Magneettikuvauslaitteiden kenttävoimakkuus vaihtelee 0.23 Tesla T2 T1 (natiivi) T1+gadolinium Kuvan kontrasti riippuu kenttävoimakkuudesta: T1-aika riippuu siitä, mutta T2-aika ei juurikaan 1.5 Tesla 3 Tesla Maligni aivotuumori ja ympäröivä ödeema
ICH Meningeooma T1+Gadolinium Maligni tuumori T2 Flair Mikrovuodot Flair Iskemia T2 Selkäytimen tuumori Alzheimerin tauti Diffuusiokuvaus Diffuusiokuvaus MK: Diffuusiotensorikuvaus (DTI) Aivovaltimoiden MR-angiografia (MRA) ja laskimosinusten venografia Valtimot Laskimot
Toiminnallinen MRI (fmri) ( ) Magneettikuvaus (NMR) SIGNAALI- INTENSITEETTIIN VAIKUTTAVAT: Protonitiheys Relaksaatioajat T1, T2 Virtaus, liike Lämpötila ph O2-pitoisuus Kuvausparametrit: -TR, TE, TI, flipkulma ym. Varjoaineet:Gadolinium Muut paramagneettiset aineet: Ca, Fe, O2, hemosideriini Differentiaalidiagnostiikkaa NMR-Spektroskopia T1W + Rasva Proteiinipitoinen kudos MR-varjoaine Ca Paramagneettiset ionit Ferromagneettiset artefaktit Hidas virtaus Melaniini Laminaarinen kortikaalinen nekroosi Niukkasytoplasmainen tu T2W - Diffuusi Fe ilman vuotoa Ca tai luu Deoxy-Hb avoimissa venoissa Nopea tai pyörteinen virtaus Ferromagneettiset artefaktit Ilma Melaniini Spesifiä kemiallis-patologista l i informaatiota i rekisteröimällä signaaleja metaboliiteista: 1. NAA neuronimerkkiaine i 2. Kreatiini ja fosfokreatiini energiametabolian merkkiaineet i 3. Koliini membraanimetabolian merkkiaine 4. Laktaatti anaerobisen metabolian tuote 5. Lipidit destruktiossa, myeliinituhossa Korkeita tuumoreilla, yleisesti alhaisia sädenekroosissa, ei spesifejä markkereita eri tu:lle Tuki- ja liikuntaelimistön MK Selän MK oireen tyypin mukaan Säteilevää kipua Paikallista kipua + CRP koholla
Maksapesäkkeet Sappitiet Normaalit Kivi d.choledochuksessa + kapeat laajentunut tiehyt sappitiet +sappirakko ja duodenum VERISUONET Magneettimammografia. g g SYDÄN Operatiiviseen toimintaan avomagneetteja
Varo! Magnetisoituvat esineet Sdä Sydämentahdistajat Aivojen aneurysmaklipsit (ennen 1982) Pumput Silmien metalliroskat Sisäkorvaproteesit Luodinsirut ym. Tatuoinnit Voi tuntua klaustrofobiselta... Kynät, kolikot, sakset ym. Tippatelineet, valvontalaitteet ääntä putkessa MK - KOHTEET Keskushermosto: aivot, selkäydin, verisuonet Tuki- ja liikuntaelimet: nivelet, jänteet, lihakset ym.pehmytkudokset, luuydin Vartalo viskeraalielimet, verisuonet, sappitiet, lantion elimet, rinnat Kaulan ja pään alueen pehmytkudokset Funktionaalinen kuvantaminen MK saatavuus kohtalainen leikesuunnat vapaat paikkaerotus kontrasti kuvausaika kohdealueet säteilyhaitta hyvä erinomainen pehmytkudos! 15min -1h TT hyvä aksiaali, (koronaali, sagittaali) erinomainen hyvä luu, tuore veri! minuutteja, sopii huonokuntoisille keuhkot, tuumoreiden levinneisyystutkimuk- set, korkeaenergiset vammat ionisoiva säteily keskushermosto, maksa, muskuloskeletaali verisuonet ei tunneta