Współczesne możliwości obrazowania tomografem komputerowym

W pierwszym okresie stosowania tomografii komputerowej badanie polegało na wykorzystaniu kolejnych, następujących po sobie poprzecznych przekrojów ciała o różnej grubości i różnym odstępie między warstwami. Podstawą wniosków rozpoznawczych były wyłącznie obrazy dwuwymiarowe.

Konsekwencją zamiany techniki sekwencyjnej "warstwa po warstwie" na badanie metodą spiralną była przede wszystkim możliwość wykorzystania zebranych danych do rekonstrukcji warstw i oceny struktur anatomicznych w dowolnej płaszczyźnie.

Od początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku coraz powszechniej stosowany stał się tomograf spiralny (ang. Spiral Tomography). Nazwa jego pochodzi od kształtu toru ruchu, jaki układ lampy i skojarzonej z nią tablicy detektorów wykonuje względem pacjenta. Spiralna tomografia komputerowa stanowi znaczący postęp w technologii obrazowania. W odróżnieniu od ich poprzedników tomografy spiralne wyróżnia: zwiększona szybkość skanowania oraz polepszona rozdzielczość wysoko- i nisko- kontrastowa. Spiralną tomografię komputerową nazywa się często tomografią objętościową (Volumetric CT) lub trójwymiarową (3D CT).

W omawianej klasie tomografów można wyróżnić trzy podstawowe grupy rozwiązań technicznych, stanowiących kolejne kroki rozwojowe tego rodzaju urządzeń TK:

• Tomografia spiralna z rekonstrukcją pojedynczego przekroju- SSCT (ang. Single-Slice Computed Tomography);

Zastosowanie tablicy detektorów promieniowania rentgenowskiego ułożonych w jednym rzędzie. Zostały umieszczone na ekranie w kształcie wycinka koła, w jednej płaszczyźnie prostopadłej do osi badanego pacjenta. Podstawowym wyróżnikiem tej nowej konstrukcji było skojarzenie ruchu obrotowego układu projekcyjnego z posuwistym jednostajnym przemieszczaniem się pacjenta w trakcie przeprowadzanego skanowania. Dzięki temu zabiegowi zniwelowano interwał czasowy między wykonywanymi skanami,
co znacznie skróciło czas trwania całego badania tomograficznego.

• Tomografia spiralna z wiązką promieniowania uformowaną w stożek- CBCT (ang. Cone-Beam Computed Tomography)

• Wielorzędowy tomograf spiralny- MSCT (ang. Multi-Slice Computed Tomography)

Wprowadzenie wielorzędowej tomografii komputerowej (MSCT, syn. MDCT-ang. Multidetector CT) do praktyki klinicznej w 1999 roku stało się prawdziwą rewolucją w diagnostyce obrazowej. Rozwój tej metody wiąże się ze stopniowym zwiększaniem liczby rzędów detektorów, a tym samym ze zwiększeniem liczby warstw obrazowanych w trakcie jednego obrotu lampy wokół pacjenta. Pozwala to na skrócenie czasu badania, zmniejszenie dawki promieniowania i uzyskanie większej liczby danych - a tym samym na doskonalszą rekonstrukcję obrazu. Technika ta umożliwia wykonanie badania 5-8 razy szybciej w porównaniu z jednorzędową spiralną TK. Badania można wykonywać warstwami grubości 1 mm, dzięki czemu uzyskuje się izotropowe woksele (o wymiarach 1x1x1 mm), co pozwala na wykonanie rekonstrukcji obrazu w każdej płaszczyźnie anatomicznej bez utraty rozdzielczości. Objęcie badaniem dużego obszaru ciała umożliwia wykonanie szczegółowej angiografii TK oraz wirtualnej kolonoskopii i bronchoskopii TK.

W tomografii wielorzędowej rozpoznanie ustala się najczęściej przy konsoli komputerowej, a obraz badanego obszaru anatomicznego poddawany jest analizie za pomocą różnych graficznych aplikacji. Mogą to być dowolnie wybrane przekroje, trójwymiarowy obraz powierzchni ciała, naczyń, narządów miąższowych, kości. W zależności od wybranej rekonstrukcji obraz jest diametralnie różny, choć wykorzystuje się ten sam plik danych.

Wybrane rodzaje wtórnych rekonstrukcji w wielorzędowej tomografii komputerowej

1. MIP (maximum intensity projection) - projekcja największych natężeń, stosowana w badaniu naczyń

2. MPR (multiplanar reformated reconstructions) - rekonstrukcje w dowolnie wybranej płaszczyźnie, ocena przekrojów naczyń, mięśnia sercowego, zastawek serca

3. VR (volume rendering) - rekonstrukcje objętościowe, popularne obrazy trójwymiarowe, pozwalające na przestrzenne odwzorowanie przebiegu naczyń, stosunków anatomicznych
4. SSD (shaded surface display) - rekonstrukcje powierzchniowe, cieniowane odwzorowanie powierzchni - obraz tworzony jest z powierzchniowych pikseli o najwyższym współczynniku pochłaniania
5. Wirtualna endoskopia pozwala ocenić światło narządów od wewnątrz - są to m.in. wirtualna kolonoskopia, bronchoskopia i angioskopia

Uzyskany trójwymiarowy obraz można dowolnie obracać na ekranie komputera, usuwać elementy przesłaniające ocenianą strukturę, zmieniać nawet natężenie, kolor i kierunek oświetlenia. W MSCT coraz częściej stosuje się półautomatyczne programy wspomagające rozpoznanie, na przykład wyszukiwanie małych guzków w miąższu płuca lub polipów w jelicie (computer aided diagnosis - CAD).

Rekonstrukcje trójwymiarowe i wszystkie wynikające z nich możliwości stają się prawdziwym diagnostycznym hitem ostatnich lat. Obrazy reformatowane, wzbogacone o trójwymiarowe cieniowanie powierzchni (rendering), poprawiły obrazowanie złożonych złamań, zwłaszcza złamań kości twarzoczaszki i miednicy. Możliwość szybkiego obrazowania, tuż po dożylnej iniekcji środka cieniującego, pozwala obecnie na doskonałe uwidocznienie głównych struktur naczyniowych układu tętniczego, takich jak aorta, czy tętnice płucne.