Computertomografie: traditioneel, spiraal

Computertomografie is een speciaal type röntgenonderzoek, dat wordt uitgevoerd door indirecte meting van verzwakking of verzwakking, röntgenstralen vanuit verschillende posities, bepaald rond de patiënt die wordt onderzocht. In wezen is alles wat we weten:

• die de röntgenbuis verlaat,
• wat de detector bereikt en
• wat is de plaats van de röntgenbuis en detector in elke positie.

Al het andere volgt uit deze informatie. De meeste CT-dwarsprofielen zijn verticaal georiënteerd ten opzichte van de as van het lichaam. Ze worden meestal axiale of doorsneden genoemd. Voor elke plak roteert de röntgenbuis rond de patiënt, de plakdikte is vooraf gekozen. De meeste CT-scanners werken volgens het principe van constante rotatie met waaiervormige divergentie van de stralen. In dit geval zijn de röntgenbuis en de detector star gekoppeld, en hun rotatiebewegingen rond het afgetaste gebied komen gelijktijdig voor met de emissie en opsluiting van röntgenstralen. Dus bereiken röntgenstralen, die door de patiënt gaan, de detectoren die zich aan de andere kant bevinden. De waaiervormige divergentie vindt plaats in het bereik van 40 ° tot 60 °, afhankelijk van de inrichting, en wordt bepaald door de hoek beginnend vanaf het brandpunt van de röntgenbuis en expanderend in de vorm van een sector naar de buitenste randen van een reeks detectors. Meestal wordt bij elke 360 ° -draaiing een beeld gevormd, daarvoor zijn de verkregen gegevens voldoende. In het scanproces worden verzwakkingscoëfficiënten op veel punten gemeten, waardoor een verzwakkingsprofiel wordt gevormd. In feite zijn de verzwakkingsprofielen niets meer dan een reeks ontvangen signalen van alle detectorkanalen vanuit een gegeven hoek van het buisdetectorsysteem. Moderne CT-scanners zijn in staat om gegevens uit ongeveer 1400 posities van het detectorbuissysteem uit te zenden en te verzamelen op een 360 ° cirkel, of ongeveer 4 posities in graden. Elk verzwakkingsprofiel omvat metingen van 1500 detectorkanalen, d.w.z. Ongeveer 30 kanalen in graden, afhankelijk van een straal divergerende hoek van 50 °. Aan het begin van het onderzoek, terwijl de patiëntstafel met een constante snelheid in het portaal wordt voortbewogen, wordt een digitaal röntgenbeeld ("scanbeeld" of "topogram") verkregen, waarop de gewenste secties later kunnen worden gepland. Met CT-onderzoek van de wervelkolom of het hoofd wordt het portaal in de juiste hoek gedraaid, waardoor de secties optimaal worden georiënteerd.

Computertomografie maakt gebruik van complexe röntgensensormetingen, die rond de patiënt draaien om een groot aantal verschillende beelden met een bepaalde diepte (tomogrammen) te verkrijgen, die worden gedigitaliseerd en omgezet in kruisbeelden. CT biedt 2- en 3-dimensionale informatie die niet kan worden verkregen met een eenvoudige röntgenfoto en met een veel hogere contrastresolutie. Als gevolg hiervan is CT een nieuwe standaard geworden voor het weergeven van de meeste intracraniale, hoofd- en nekstructuren, intrathoracale en intra-abdominale structuren.

Vroege monsters van CT-scanners gebruikten slechts één röntgensensor en de patiënt ging stapsgewijs door de scanner en stopte voor elke opname. Deze methode werd grotendeels vervangen door een spiraalvormige CT-scan: de patiënt beweegt zich continu door een scanner die continu draait en foto's maakt. Schroef-CT verkort de weergavetijd aanzienlijk en vermindert de plaatdikte. Het gebruik van scanners met meerdere sensoren (4-64 rijen röntgensensors) vermindert de weergavetijd verder en biedt een plaatdikte van minder dan 1 mm.

Met zoveel weergegeven gegevens kunnen afbeeldingen bijna vanuit elke hoek worden hersteld (zoals bij MRI gebeurt) en kunnen ze worden gebruikt om 3D-beelden te maken met behoud van een diagnostische beeldoplossing. Klinische toepassingen omvatten CT-angiografie (bijvoorbeeld voor de beoordeling van longembolie) en cardiovascularisatie (bijvoorbeeld coronaire angiografie, beoordeling van coronaire arterieverharding). Elektronenstraal CT, een ander type snelle CT, kan ook worden gebruikt om coronaire verharding van de slagader te evalueren.

CT-scans kunnen met of zonder contrast worden genomen. Non-contrast CT-scan kan acute bloeding (die helder wit wordt) detecteren en botbreuken karakteriseren. Contrast CT maakt gebruik van IV of mondeling contrast, of beide. IV-contrast, vergelijkbaar met dat van eenvoudige röntgenfoto's, wordt gebruikt om tumoren, infecties, ontstekingen en verwondingen in zachte weefsels weer te geven en om de toestand van het vasculaire systeem te beoordelen, zoals in gevallen van vermoedelijke longembolie, aorta-aneurysma of aortadissectie. Uitscheiding van contrast via de nieren maakt een beoordeling van het urinewegstelsel mogelijk. Voor informatie over contrastreacties en hun interpretatie.

Mondeling contrast wordt gebruikt om de buikstreek weer te geven; het helpt om de darmstructuur van anderen te scheiden. Standaard mondeling contrast - een contrast op basis van bariumjodium, kan worden gebruikt wanneer intestinale perforatie wordt vermoed (bijvoorbeeld in het geval van een verwonding); een laag osmolair contrast moet worden gebruikt als het risico op aspiratie hoog is.

Blootstelling aan straling is een belangrijk probleem bij het gebruik van CT. De stralingsdosis van een conventionele abdominale CT-scan is 200 tot 300 keer hoger dan de stralingsdosis die wordt ontvangen met een typische röntgenfoto van het thoracale gebied. CT is tegenwoordig de meest voorkomende bron van kunstmatige blootstelling voor de meerderheid van de bevolking en is goed voor meer dan 2/3 van de totale medische blootstelling. Deze mate van menselijke blootstelling aan straling is niet triviaal, het risico van blootstelling van kinderen die tegenwoordig worden blootgesteld aan straling van CT gedurende hun hele leven, wordt geschat op veel hoger dan de mate van blootstelling aan volwassenen. Daarom moet de noodzaak van CT-onderzoek zorgvuldig worden afgewogen, rekening houdend met het mogelijke risico voor elke individuele patiënt.

[1], [2], [3], [4]

Multispirale computertomografie

Spiraal-computertomografie met opstelling met meerdere rijen detectoren (multispirale computertomografie)

Computertomografen met een meerrijige detectorrangschikking behoren tot de nieuwste generatie scanners. Tegenover de röntgenbuis zit niet één, maar meerdere rijen detectoren. Dit maakt het mogelijk om de studietijd aanzienlijk te verkorten en de contrastresolutie te verbeteren, wat het bijvoorbeeld mogelijk maakt om de contrasterende bloedvaten beter zichtbaar te maken. De rijen Z-as detectoren tegenover de röntgenbuis verschillen in breedte: de buitenste rij is breder dan de binnenste rij. Dit biedt de beste voorwaarden voor beeldreconstructie na het verzamelen van gegevens.

[5], [6], [7]

Vergelijking van traditionele en spiraal-computertomografie

Met traditionele computertomografie wordt een reeks opeenvolgende, op gelijke afstanden geplaatste beelden verkregen door een specifiek deel van het lichaam, bijvoorbeeld de buikholte of de kop. Verplichte korte pauze na elke plak om de tafel met de patiënt naar de volgende vooraf bepaalde positie te verplaatsen. Dikte en overlap / tussenafstanden zijn vooraf geselecteerd. De onbewerkte gegevens voor elk niveau worden afzonderlijk opgeslagen. Een korte pauze tussen de bezuinigingen stelt de patiënt, die bewust is, in staat om adem te halen en zo grove respiratoire artefacten in het beeld te vermijden. Het onderzoek kan echter enkele minuten duren, afhankelijk van het scangebied en de grootte van de patiënt. Het is noodzakelijk om het juiste tijdstip te kiezen om het beeld te verkrijgen na IV-injectie van de CS, wat vooral belangrijk is voor het evalueren van de perfusie-effecten. Computertomografie is de voorkeursmethode voor het verkrijgen van een volledig tweedimensionaal axiaal beeld van het lichaam zonder interferentie veroorzaakt door het opleggen van botweefsel en / of lucht, zoals het geval is op een gewone radiografie.

Met spiraal-computertomografie met een eenrijige en meerrijige detectorrangschikking (MSCT) worden patiëntonderzoeksgegevens continu verzameld tijdens het voortgaan van de tafel in het portaal. De röntgenbuis beschrijft vervolgens het schroeftraject rond de patiënt. De voortgang van de tafel wordt gecoördineerd met de tijd die nodig is voor 360 ° buisrotatie (helixafstand) - de gegevensverzameling wordt continu voortgezet. Een dergelijke moderne techniek verbetert aanzienlijk de tomografie, omdat ademhalingsartefacten en onderbrekingen niet evenveel invloed hebben op een enkele gegevensverzameling als bij traditionele computertomografie. Een enkele ruwe database wordt gebruikt om plakjes van verschillende dikte en verschillende intervallen te herstellen. Gedeeltelijke overlapping van secties verbetert de mogelijkheden van reconstructie.

Het verzamelen van gegevens in de studie van de gehele buikholte duurt 1 - 2 minuten: 2 of 3 spiralen, die elk 10-20 seconden duren. De tijdslimiet is te wijten aan het vermogen van de patiënt om zijn adem in te houden en de noodzaak om de röntgenbuis af te koelen. Er is nog wat meer tijd nodig om de afbeelding opnieuw te maken. Bij het evalueren van de functie van de nieren is na het injecteren van het contrastmiddel een korte pauze nodig om te wachten op de uitscheiding van het contrastmiddel.

Een ander belangrijk voordeel van de spiraalmethode is het vermogen om pathologische formaties te identificeren die kleiner zijn dan de dikte van de plak. Kleine uitzaaiingen in de lever kunnen worden gemist als ze, als gevolg van de ongelijke diepte van de ademhaling van de patiënt, tijdens de scan niet in een sectie vallen. Metastasen worden goed geïdentificeerd aan de hand van de onbewerkte gegevens van de spiraalmethode bij het terugwinnen van secties verkregen met het opleggen van secties.

[8]

Ruimtelijke resolutie

Beeldherstel is gebaseerd op verschillen in het contrast van individuele structuren. Op basis hiervan wordt een afbeeldingsmatrix van het afbeeldingsgebied van 512 x 512 of meer afbeeldingselementen (pixels) gemaakt. Pixels verschijnen op het beeldscherm als gebieden met verschillende grijstinten, afhankelijk van hun verzwakkingscoëfficiënt. In feite zijn dit niet eens vierkanten, maar kubussen (voxels = volume-elementen), met een lengte langs de lichaamsas, afhankelijk van de dikte van de plak.

De beeldkwaliteit neemt toe met de reductie van voxels, maar dit is alleen van toepassing op ruimtelijke resolutie, verdere uitdunning van de slice vermindert de signaal-ruisverhouding. Een ander nadeel van dunne coupes is een verhoging van de dosis van de patiënt. Kleine voxels met dezelfde afmetingen in alle drie dimensies (isotropische voxel) bieden echter aanzienlijke voordelen: multiplanaire reconstructie (MPR) in coronale, sagittale of andere projecties wordt in de afbeelding getoond zonder een getrapte contour). Het gebruik van voxels van verschillende grootten (anisotrope voxels) voor MPR leidt tot de verschijning van de grilligheid van het gereconstrueerde beeld. Het kan bijvoorbeeld moeilijk zijn om een fractuur uit te sluiten.

[9], [10],

Spiraal pitch

De spoed van de helix kenmerkt de mate van beweging van de tafel in mm per draaiing en de dikte van de plak. Trage voortgang van de tafel vormt een samengedrukte spiraal. Door de beweging van de tafel te versnellen zonder de plakdikte of rotatiesnelheid te veranderen, ontstaat er een ruimte tussen de insnijdingen in de resulterende helix.

Meestal wordt de spoed van de helix opgevat als de verhouding van de verplaatsing (toevoer) van de tafel met de omzet van het portaal, uitgedrukt in mm, tot collimatie, ook uitgedrukt in mm.

Omdat de afmetingen (mm) in de teller en de noemer in evenwicht zijn, is de toonhoogte van de helix een dimensieloze grootheid. Voor MSCT voor t. Volumetrische spiraalsteek wordt gewoonlijk genomen als de verhouding van tafelvoeding tot enkele schijf en niet tot de volledige reeks schijfjes langs de Z-as.Voor het voorbeeld dat hierboven werd gebruikt, is de volumetrische spiraalsteek 16 (24 mm / 1,5 mm). Er is echter een neiging om terug te keren naar de eerste definitie van de helixpitch.

Nieuwe scanners bieden de mogelijkheid om de craniocaudale (Z-as) uitbreiding van het studiegebied te kiezen op basis van het topogram. Ook worden de omzettijd van de buis, de collimatie van de snede (dunne of dikke snede) en de tijd van de test (ademstilstand) zo nodig aangepast. Software, zoals SureView, berekent de bijbehorende spoed van de helix, meestal met een waarde tussen 0,5 en 2,0.

[11], [12],

Segment collimatie: resolutie langs de Z-as

Beeldresolutie (langs de Z-as of de lichaamsas van de patiënt) kan ook worden aangepast aan een specifieke diagnostische taak met behulp van collimatie. Secties van 5 tot 8 mm dik voldoen volledig aan het standaard onderzoek van de buikholte. De exacte lokalisatie van kleine fragmenten van botbreuken of de beoordeling van subtiele pulmonaire veranderingen vereisen echter het gebruik van dunne coupes (van 0,5 tot 2 mm). Wat bepaalt de dikte van de slice?

De term collimatie wordt gedefinieerd als het verkrijgen van een dunne of dikke plak langs de lengteas van het lichaam van de patiënt (Z-as). De arts kan de waaiervormige divergentie van de stralingsbundel van de röntgenbuis tot een collimator beperken. De gatgrootte van de collimator regelt de doorgang van de stralen die op de detectoren achter de patiënt vallen in een brede of smalle stroom. De vernauwing van de stralingsbundel kan de ruimtelijke resolutie langs de Z-as van de patiënt verbeteren. De collimator kan zich niet alleen direct aan de uitgang van de buis bevinden, maar ook direct voor de detectoren, dat wil zeggen "achter" de patiënt, indien bekeken vanaf de zijkant van de röntgenbron.

Een collimatorafhankelijk systeem met een enkele rij detectoren achter de patiënt (enkele snede) kan sneden van 10 mm, 8 mm, 5 mm dik of zelfs 1 mm dik uitvoeren. Een CT-scan met zeer dunne doorsneden wordt "Hoge resolutie CT-scan" (VRKT) genoemd. Als de plakdikte minder dan een millimeter is, zeggen ze over "Ultra High Resolution CT" (SVRKT). De SURCT bestudeerde de piramide van het temporale bot met plakjes van ongeveer 0,5 mm dik en onthult fijne breuklijnen die door de schedelbasis of de gehoorbeentjes in de trommelholte gaan. Voor de lever wordt een contrast met hoge resolutie gebruikt om metastasen te detecteren en plakjes met een iets grotere dikte zijn vereist.

[13], [14], [15],

Detectie Arrangementen

Verdere ontwikkeling van de single-slice spiraaltechnologie leidde tot de introductie van een multislice (multislice) techniek, waarbij niet één maar meerdere rijen detectoren worden gebruikt, die loodrecht op de Z-as tegenover de röntgenbron staan. Dit maakt het mogelijk om gelijktijdig gegevens uit verschillende secties te verzamelen.

Vanwege de waaiervormige divergentie van de straling, moeten de rijen detectoren verschillende breedten hebben. De lay-out van de detectoren is dat de breedte van de detectoren toeneemt van het midden naar de rand, waardoor de dikte en het aantal verkregen secties kunnen worden gevarieerd.

Een 16-delige studie kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd met 16 dunne plakjes met hoge resolutie (voor Siemens Sensation 16 is dit een 16 x 0,75 mm-techniek) of met 16 secties van tweemaal de dikte. Voor ileo-femorale CT-angiografie heeft het de voorkeur om een volumetrische plak in één cyclus langs de Z-as te verkrijgen.Tegelijkertijd is de collimatiebreedte 16 x 1,5 mm.

De ontwikkeling van CT-scanners eindigde niet met 16 plakjes. Het verzamelen van gegevens kan worden versneld met behulp van scanners met 32 en 64 rijen detectoren. De neiging om de dikte van de secties te verminderen, leidt echter tot een toename van de stralingsdosis van de patiënt, waarvoor aanvullende en reeds haalbare maatregelen nodig zijn om de effecten van straling te verminderen.

In de studie van de lever en de pancreas verkiezen veel deskundigen de dikte van de secties van 10 tot 3 mm te verminderen om de scherpte van het beeld te verbeteren. Dit verhoogt echter het interferentieniveau met ongeveer 80%. Daarom moet men om de beeldkwaliteit te behouden, bovendien de huidige sterkte op de buis toevoegen, d.w.z. De stroomsterkte (mA) met 80% verhogen, of de scantijd verhogen (het product neemt toe met mAs).

[16], [17]

Beeldreconstructie-algoritme

Spiraal-computertomografie heeft een bijkomend voordeel: tijdens het herstel van het beeld worden de meeste gegevens niet echt gemeten in een bepaald segment. In plaats daarvan interpoleren metingen die buiten dit segment worden uitgevoerd met de meeste waarden nabij het segment en worden de gegevens die aan dat segment zijn toegewezen. Met andere woorden: de resultaten van de gegevensverwerking in de buurt van de slice zijn belangrijker voor het reconstrueren van het beeld van een specifieke sectie.

Hieruit volgt een interessant fenomeen. De patiëntdosis (in mGr) wordt gedefinieerd als mAs per omwenteling gedeeld door de spoed van de helix, en de dosis per beeld is equivalent aan mAs per omwenteling zonder rekening te houden met de spoed van de helix. Als bijvoorbeeld instellingen van 150 mA's per rotatie met een pitch van 1,5 zijn ingesteld, is de patiëntdosis 100 mAs en is de dosis per afbeelding 150 mAs. Daarom kan het gebruik van spiraaltechnologie de contrastresolutie verbeteren door een hoge mAs-waarde te kiezen. In dit geval wordt het mogelijk om het beeldcontrast, de weefselresolutie (beeldhelderheid) te vergroten door de plakdikte te verkleinen en een dergelijke stap en lengte van het helixinterval te selecteren, zodat de patiëntdosis daalt! Aldus kan een groot aantal plakjes worden verkregen zonder verhoging van de dosis of de belasting op de röntgenbuis.

Deze technologie is vooral belangrijk bij het converteren van ontvangen gegevens naar 2-dimensionale (sagittale, kromlijnige, coronale) of driedimensionale reconstructies.

Meetgegevens van de detectoren worden profiel per profiel doorgegeven aan het elektronische deel van de detector als elektrische signalen die overeenkomen met de daadwerkelijke verzwakking van röntgenstralen. Elektrische signalen worden gedigitaliseerd en vervolgens naar de videoprocessor gestuurd. In deze fase van beeldreconstructie wordt de "transportband" -methode gebruikt, bestaande uit voorverwerking, filtering en reverse engineering.

De voorbewerking omvat alle correcties die zijn aangebracht om de verkregen gegevens voor te bereiden voor beeldherstel. Bijvoorbeeld correctie van donkerstroom, uitgangssignaal, kalibratie, spoorcorrectie, toename in stralingsstijfheid, enz. Deze correcties worden aangebracht om variaties in de werking van de buis en detectoren te verminderen.

Filteren gebruikt negatieve waarden om beeldwaas te corrigeren, inherent aan reverse engineering. Als bijvoorbeeld een cilindrisch waterfantoom wordt gescand, dat zonder filtering wordt gemaakt, zijn de randen ervan extreem vaag. Wat gebeurt er wanneer de acht verzwakkingsprofielen elkaar overlappen om de afbeelding te herstellen? Aangezien een deel van de cilinder wordt gemeten door twee gecombineerde profielen, wordt in plaats van een echte cilinder een stervormig beeld verkregen. Door negatieve waarden buiten de positieve component van de verzwakkingsprofielen in te voeren, kan worden bereikt dat de randen van deze cilinder helder worden.

Reverse engineering verdeelt de geminimaliseerde scangegevens opnieuw in een tweedimensionale beeldmatrix met gebroken secties. Dit gebeurt profiel per profiel, totdat het proces van het opnieuw maken van de afbeelding is voltooid. De afbeeldingsmatrix kan worden voorgesteld als een schaakbord, maar bestaande uit 512 x 512 of 1024 x 1024 elementen, meestal "pixels" genoemd. Als gevolg van reverse engineering komt elke pixel precies overeen met een bepaalde dichtheid, die op het beeldscherm verschillende grijstinten heeft, van licht tot donker. Het helderdere deel van het scherm, hoe hoger de dichtheid van het weefsel binnen een pixel (bijvoorbeeld botstructuren).

[18], [19]

Effect van spanning (kV)

Wanneer het bestudeerde anatomische gebied wordt gekenmerkt door een hoge absorptiecapaciteit (bijvoorbeeld CT-scan van het hoofd, schoudergordel, thoracale of lumbale wervelkolom, bekken of gewoon een volledige patiënt), is het raadzaam om verhoogde spanning of, in plaats daarvan, hogere mA-waarden te gebruiken. Bij het kiezen van een hoge spanning op de röntgenbuis, verhoogt u de stijfheid van de röntgenstraling. Dienovereenkomstig zijn röntgenstralen veel gemakkelijker om het anatomische gebied met een hoge absorptiecapaciteit te penetreren. De positieve kant van dit proces is de reductie van stralingscomponenten met lage energie die worden geabsorbeerd door de weefsels van de patiënt zonder de beeldverwerving te beïnvloeden. Het kan raadzaam zijn om een lagere spanning te gebruiken voor het onderzoeken van kinderen en het volgen van een KB-bolus dan bij standaardinstallaties.

[20], [21], [22], [23], [24], [25]

Buisstroom (mAs)

De stroom, gemeten in milliampère-seconden (mAc), heeft ook invloed op de belichtingsdosis van de patiënt. Voor een grote patiënt om een beeld van hoge kwaliteit te verkrijgen, is een toename van de stroomsterkte van de buis nodig. Zo ontvangt een corpulente patiënt een grotere dosis straling dan bijvoorbeeld een kind met merkbaar kleinere lichaamsmaten.

Gebieden met botstructuren die meer absorberen en diffuse straling, zoals de schoudergordel en het bekken, hebben meer buisstroom nodig dan bijvoorbeeld de nek, buikholte van een dun persoon of been. Deze afhankelijkheid wordt actief gebruikt bij stralingsbescherming.

Scantijd

De kortste scantijd moet worden gekozen, vooral bij het onderzoeken van de buikholte en de borst, waar contracties van de hart- en darmperistaltiek de beeldkwaliteit kunnen verminderen. De kwaliteit van CT-onderzoek verbetert ook als de kans op onwillekeurige bewegingen van de patiënt afneemt. Aan de andere kant kan het nodig zijn om langer te scannen om voldoende gegevens te verzamelen en de ruimtelijke resolutie te maximaliseren. Soms wordt de keuze voor een langere scantijd met een afname van de stroomsterkte bewust gebruikt om de levensduur van de röntgenbuis te verlengen.

[26], [27], [28], [29], [30]

3D-reconstructie

Vanwege het feit dat de hoeveelheid gegevens voor het hele gebied van het lichaam van de patiënt wordt verzameld tijdens spiraaltomografie, is de visualisatie van fracturen en bloedvaten duidelijk verbeterd. Pas verschillende methoden toe voor driedimensionale reconstructie:

[31], [32], [33], [34], [35]

Maximale intensiteitsprojectie (Maximal Intensity Projection), MIP

MIP is een wiskundige methode waarmee hyperintensieve voxels worden geëxtraheerd uit een tweedimensionale of driedimensionale gegevensverzameling. Voxels worden geselecteerd uit een set gegevens verkregen door jodium onder verschillende hoeken en vervolgens geprojecteerd als tweedimensionale beelden. Het driedimensionale effect wordt verkregen door de projectiehoek met een kleine stap te veranderen en vervolgens het gereconstrueerde beeld snel achter elkaar te visualiseren (d.w.z. In de dynamische weergavemodus). Deze methode wordt vaak gebruikt bij de studie van bloedvaten met contrastverbetering.

[36], [37], [38], [39], [40]

Multiplanar Reconstruction, MPR

Deze techniek maakt het mogelijk om het beeld in elke projectie te reconstrueren, hetzij coronaal, sagittaal of kromlijnig. MPR is een waardevol hulpmiddel bij de diagnose van fracturen en orthopedie. Traditionele axiale plakjes geven bijvoorbeeld niet altijd volledige informatie over fracturen. De subtielste breuk zonder de fragmenten te verplaatsen en de corticale plaat te verstoren, kan effectiever worden opgespoord met behulp van MPR.

[41], [42]

Driedimensionale reconstructie van gearceerde oppervlakken (Surface Shaded Display), SSD

Deze methode herschept het oppervlak van een orgaan of bot gedefinieerd boven een bepaalde drempel in Hounsfield-eenheden. Het selecteren van de hoek van het beeld, evenals de locatie van de hypothetische lichtbron, is een sleutelfactor voor het verkrijgen van optimale reconstructie (de computer berekent en verwijdert schaduwgebieden van het beeld). Een fractuur van het distale deel van het radiale bot, aangetoond door MPR, is duidelijk zichtbaar op het oppervlak van het bot.

Driedimensionale SSD wordt ook gebruikt bij het plannen van een chirurgische ingreep, zoals in het geval van een traumatische wervelfractuur. Door de hoek van het beeld te veranderen, is het eenvoudig om een compressiefractuur van de thoracale wervelkolom te detecteren en de conditie van de tussenwervelgaten te beoordelen. Dit laatste kan in verschillende projecties worden onderzocht. Op de sagittale MND is een botfragment zichtbaar dat wordt verplaatst naar het wervelkanaal.

Basisregels voor het lezen van computertomogrammen

• Anatomische oriëntatie

Het beeld op de monitor is niet alleen een tweedimensionale weergave van anatomische structuren, het bevat gegevens over de gemiddelde hoeveelheid röntgenopname door de weefsels, weergegeven door een matrix die bestaat uit 512 x 512 elementen (pixels). De slice heeft een bepaalde dikte (d _S ) en is een som kubieke elementen (voxels) van dezelfde grootte, gecombineerd tot een matrix. Deze technische functie ligt ten grondslag aan het privévolume-effect, dat hieronder wordt uitgelegd. De resulterende afbeeldingen zijn meestal een onderaanzicht (vanaf de staartzijde). Daarom staat de rechterkant van de patiënt op de afbeelding links en omgekeerd. Een lever die zich in de rechterhelft van de buikholte bevindt, wordt bijvoorbeeld weergegeven aan de linkerkant van de afbeelding. En de organen aan de linkerkant, zoals de maag en milt, zijn zichtbaar op de foto rechts. Het voorste oppervlak van het lichaam, in dit geval gerepresenteerd door de voorste buikwand, wordt gedefinieerd in het bovenste deel van het beeld, en het achterste oppervlak met de rug wordt hieronder gedefinieerd. Hetzelfde beeldprincipe wordt gebruikt in traditionele radiografie.

• Effecten van privévolume

De radioloog stelt zelf de plakdikte in (d _S ). Voor onderzoeken van de thoracale en abdominale holtes, worden meestal 8-10 mm gekozen, en 2-5 mm voor de schedel, ruggengraat, banen en piramides van de tijdelijke botten. Daarom kunnen structuren de gehele dikte van de slice of slechts een deel ervan in beslag nemen. De kleurintensiteit van een voxel op een grijsschaal is afhankelijk van de gemiddelde verzwakkingscoëfficiënt voor alle componenten. Als de structuur dezelfde vorm heeft over de gehele dikte van de plak, zal deze duidelijk afgebakend zijn, zoals in het geval van de abdominale aorta en inferieure vena cava.

Het effect van privévolume treedt op wanneer de structuur niet de volledige dikte van het segment beslaat. Als een segment bijvoorbeeld slechts een deel van het wervellichaam en een deel van de schijf bevat, zijn hun contouren wazig. Hetzelfde wordt waargenomen wanneer het orgel smaller wordt in de plak. Dit is de reden voor de slechte definitie van de polen van de nier, de contouren van de gal en de blaas.

• Het verschil tussen de nodale en buisvormige structuren

Het is belangrijk om vergrote en pathologisch gewijzigde LN te kunnen onderscheiden van in dwarsdoorsnede gevangen vaten en spieren. Het kan heel moeilijk zijn om dit alleen in een sectie te doen, omdat deze structuren dezelfde dichtheid hebben (en dezelfde grijstint). Daarom moet men altijd naburige secties die zich craniaal en caudaal bevinden, analyseren. Na te hebben aangegeven hoeveel secties deze structuur zichtbaar is, kan het dilemma worden opgelost, of we nu een vergrote knoop zien of een min of meer lange buisvormige structuur: de lymfeknoop wordt alleen in één of twee secties gedetecteerd en wordt niet gevisualiseerd in de aangrenzende. De aorta, de inferieure vena cava en de spier, bijvoorbeeld het lumbaal iliacum, zijn zichtbaar in de hele reeks van cranio-caudale beelden.

Als er een verdenking is van een vergrote nodulaire formatie in een sectie, moet de arts onmiddellijk aangrenzende delen vergelijken om duidelijk te bepalen of deze "formatie" eenvoudig een bloedvat of spier in dwarsdoorsnede is. Deze tactiek is ook goed omdat het de mogelijkheid biedt om snel het effect van een privévolume te bepalen.

• Densitometrie (meting van weefseldichtheid)

Als bijvoorbeeld niet bekend is of een in de pleuraholte aangetroffen vloeistof effusie of bloed is, vergemakkelijkt het meten van de dichtheid ervan differentiële diagnose. Evenzo kan densitometrie worden toegepast op focale laesies in het lever- of nierparenchym. Het wordt echter niet aanbevolen om een conclusie te trekken op basis van de beoordeling van een enkele voxel, omdat dergelijke metingen niet erg betrouwbaar zijn. Voor grotere betrouwbaarheid moet het "gebied van belang" worden uitgebreid, bestaande uit verschillende voxels in een focale formatie, enige structuur of volume van vloeistof. De computer berekent de gemiddelde dichtheid en standaardafwijking.

Je moet vooral oppassen dat je de artefacten van verhoogde stralingsrigiditeit of de effecten van privévolume niet mist. Als de formatie zich niet uitstrekt tot de gehele dikte van de plak, omvat de dichtheidsmeting de aangrenzende constructies. De dichtheid van het onderwijs zal alleen correct worden gemeten als het de hele dikte van de plak vult (d _S ). In dit geval is de kans groter dat de metingen van invloed zijn op het onderwijs zelf, in plaats van op aangrenzende structuren. Als ds groter is dan de diameter van de formatie, bijvoorbeeld een focus van kleine omvang, zal dit leiden tot de manifestatie van het effect van een bepaald volume op elk scanniveau.

• Dichtheidsniveaus van verschillende soorten weefsel

Moderne apparaten kunnen 4096 grijstinten omvatten, die verschillende niveaus van dichtheid in Hounsfield-eenheden (HU) vertegenwoordigen. De dichtheid van water werd willekeurig genomen als 0 HU, en lucht als 1000 HU. Op een beeldscherm kunnen maximaal 256 grijstinten worden weergegeven. Het menselijk oog kan echter slechts ongeveer 20 onderscheiden. Omdat het spectrum van menselijke weefseldichtheden breder is dan deze tamelijk smalle frames, is het mogelijk om het beeldvenster zodanig te selecteren en aan te passen dat alleen weefsels met het vereiste dichtheidsbereik zichtbaar zijn.

Het gemiddelde dichtheidsniveau van het venster moet zo dicht mogelijk bij het dichtheidsniveau van de onderzochte weefsels worden ingesteld. Licht, vanwege de toegenomen luchtigheid, is het beter om in het venster te onderzoeken met de instellingen van lage HU, terwijl voor botweefsel het raamniveau aanzienlijk moet worden verhoogd. Het contrast van de afbeelding is afhankelijk van de breedte van het venster: het vernauwde venster is meer contrastrijk, omdat de 20 grijstinten slechts een klein deel van de dichtheidsschaal afdekken.

Het is belangrijk op te merken dat het dichtheidsniveau van bijna alle parenchymale organen binnen de nauwe grenzen tussen 10 en 90 HU ligt. De uitzonderingen zijn eenvoudig, daarom is het, zoals hierboven vermeld, noodzakelijk om speciale vensterparameters in te stellen. Met betrekking tot bloedingen moet er rekening mee worden gehouden dat het dichtheidsniveau van nieuw gestold bloed ongeveer 30 HU hoger is dan dat van vers bloed. Dan daalt het niveau van dichtheid opnieuw in de gebieden van de oude bloeding en in zones van bloedstolselafbraak. Exsudaat met een eiwitgehalte van meer dan 30 g / l is niet gemakkelijk te onderscheiden van transudaat (met een eiwitgehalte van minder dan 30 g / l) met de standaardinstellingen van het venster. Bovendien moet worden opgemerkt dat het hoge niveau van samenvallen van dichtheden, bijvoorbeeld in de lymfeknopen, milt, spieren en pancreas, het onmogelijk maakt om het behorende tot een weefsel alleen vast te stellen op basis van dichtheidschatting.

Concluderend moet worden opgemerkt dat de gebruikelijke waarden van weefseldichtheid ook individueel zijn voor verschillende mensen en variëren onder de invloed van contrastmiddelen in het circulerende bloed en in het orgaan. Dit laatste aspect is van bijzonder belang voor de studie van het urogenitaal stelsel en heeft betrekking op de / in de introductie van CV. Tegelijkertijd begint het contrastmiddel snel door de nieren uitgescheiden te worden, wat leidt tot een toename van de dichtheid van het nierparenchym tijdens het scannen. Dit effect kan worden gebruikt om de nierfunctie te beoordelen.

• Studies in verschillende vensters documenteren

Wanneer de afbeelding wordt ontvangen, moet u de afbeelding overbrengen naar film om een document te documenteren (een kopie maken). Bijvoorbeeld, bij het beoordelen van de toestand van het mediastinum en de zachte weefsels van de borstkas, wordt een venster gevormd zodat spieren en vetweefsel duidelijk worden gevisualiseerd met grijstinten. Het maakt gebruik van een zacht geweven raam met een midden op 50 HU en een breedte van 350 HU. Als gevolg hiervan worden stoffen met een dichtheid van -125 HU (50-350 / 2) tot +225 HU (50 + 350/2) grijs weergegeven. Alle stoffen met een dichtheid lager dan -125 HU, zoals de long, zien er zwart uit. Weefsels met een dichtheid van meer dan +225 HU zijn wit en hun interne structuur is niet gedifferentieerd.

Als het nodig is het longparenchym te onderzoeken, bijvoorbeeld wanneer knobbeltjes worden uitgesloten, moet het midden van het venster worden teruggebracht tot -200 HU en de breedte worden verhoogd (2000 HU). Bij gebruik van dit venster (pulmonaal venster), zijn de structuren van de long met lage dichtheid beter gedifferentieerd.

Om een maximaal contrast tussen de grijze en witte hersenmaterie te bereiken, moet een speciaal hersenvenster worden gekozen. Aangezien de dichtheden van grijze en witte stof enigszins verschillen, moet het venster met het zachte weefsel zeer smal (80 - 100 HU) en hoogcontrast zijn en moet het midden ervan in het midden van de densiteitswaarden voor hersenweefsel liggen (35 HU). Met dergelijke installaties is het onmogelijk om de schedelbotjes te onderzoeken, omdat alle structuren dichter dan 75-85 HU wit lijken. Daarom moeten het midden en de breedte van het botvenster aanzienlijk hoger zijn - ongeveer +300 HU en 1500 HU, respectievelijk. Metastasen in het achterhoofdsbeen worden alleen gevisualiseerd wanneer bot wordt gebruikt. Maar geen hersenpan. Aan de andere kant zijn de hersenen bijna onzichtbaar in het botvenster, zodat kleine metastasen in de hersensubstantie onzichtbaar zijn. We moeten deze technische details altijd onthouden, want op de film worden in de meeste gevallen geen beelden in alle vensters overgebracht. De arts die de studie uitvoert, bekijkt de beelden op het scherm in alle vensters, om de belangrijke tekenen van pathologie niet te missen.

[43], [44], [45]