Mensur Šehić, Milan Matko i Davorin Lukman
Dr. sc. Mensur ŠEHIĆ, dr. med. vet., profesor emmeritus, Veterinarski fakultet, Zagreb; Milan MATKO, dr. med. vet., Veterinarska bolnica, Topolšica, Slovenija; dr. sc. Davorin LUKMAN, dr. med. vet., Specijalistička veterinarska praksa, Varaždin.
UvodMaterijali i metodeRezultatiZaključakSažetakLiteraturaAbstract
Uvod
Osnovni princip kompjutorizirane tomografije je rekonstrukcija unutarnjih struktura objekta uz pomoć kompjutorske analize apsorbiranih rendgenskih zraka koje su prije toga mnogostruko projicirane. Tako se dobivaju slike poprečnih presjeka objekta na kojima se mogu razlučiti one sjene mekih tkiva koje se inače ne mogu prikazati konvencionalnom rendgenografijom.
Kod konvencionalnog CT-a pacijent se vremenski skenira po jednom sloju.
Rendgenska se cijev i detektori rotiraju za 360 stupnjeva ili manje da se skenira jedan sloj, dok stol i pacijent ostaju mirni.
Takvo skeniranje sloj po sloj uzima vremena i zbog toga se teži povećanju volumena skeniranja u što kraćem vremenu. Ta je zamisao dovela do razvoja tehnike kod koje se volumen tkiva skenira stalnim pomicanjem pacijenta kroz gentri skenera, a rendgenska cijev i detektori se stalno rotiraju. Kao rezultat toga zračenje rendgenske cijevi ide oko pacijenta. Pojedini proizvođači nazivaju tu geometriju zračenja spiralnom CT (zračenje je spiralno oko pacijenta), a drugi ga nazivaju helical CT. U literaturi se podjednako koriste oba izraza.
Prva izvješća o praktičnoj primjeni spiralnog CT-a podnio je 1984. godine dr. Willi Kalender na jednom skupu u Chicagu. Dr. Kalender je znatno pridonio tehničkom razvoju i praktičnoj primjeni spiralnog CT skenera. Njegova glavna istraživanja odnosila su se na dijagnostičko oslikavanje, pogotovo na razvoj i uvođenje volumetrijske spiralne CT. Spiralni CT skeneri razvijaju se nakon 1989. godine kao jednoslojni spiralni ili volumni CT skeneri. Godine 1992. uvodi se dvoslojni spiralni CT skener. Tim se skenerom postižu dva sloja kod rotacije od 360 stupnjeva. Većom brzinom povećava se volumen (Kalender, 1995.).
Na jednom skupu u Chicagu 1998. godine uvodi se nova generacija CT skenera. Ti se skeneri nazivaju višeslojni CT skeneri (multislice CT scanners). Oni se baziraju na uporabi tehnologije multidetektora pomoću kojih se skenira više od dva sloja kod rotacije gentrija.
CT skeniranje volumena rezultira širom primjenom kod CT fluoroskopije, CT angiografije, trodimenzionalnog oslikavanja i realnog oslikavanja. Brojni su istraživači obavili testove kliničke primjene tih novih dijagnostičkih postupaka. Objavljeni su rezultati skeniranja mozga, kralježnice, spinalne moždine, vrata, toraksa, abdomena, retroperitoneuma, zdjelice i ekstremiteta.
Višestruki su CT slojevi možda najbolji pojam kojim se može opisati suvremeni razvoj spiralne kompjutorizirane tomografije. Taj se pojam uglavnom bazira na istodobnom postizanju više od jednog reza. To je rezultat višestrukog rednog sustava detektora koji se često naziva “Multidetector CT” (Multislice, MSCT).
Nastavak razvoja višeslojnih CT uređaja ide u smjeru povećanja broja redova detektorskih sustava koji u jednoj rotaciji mogu generirati više stotina slojeva ukupne širine 20-30 centimetara. Glavna primjena tog sustava su 3D kardiološke pretrage te 3D kineangiografija (Udupa i sur., 1991.). Sljedeći korak u razvoju višeslojne CT tehnologije su tzv. volumetrijski CT uređaji (Volumetric CT scanner, VCT), koji umjesto višerednih zasebnih detektorskih sustava koriste dinamični homogeni panel detektor (Flat panel detector) velike površine, najčešće 40 x 30 centimetara, uz dimenzije pojedinačnog receptora (piksela) od oko 150 mikrona. Iz toga proizlazi da su teoretske dimenzije voksela u izocentru oko 150 x 150 x 150 mikrometara, dok kod MSCT-a imamo oko 500 x 500 mikrometara po x-y osima te 500 – 1000 mikrometara po z – osi.
Kao krajnji rezultat dobivamo znatno poboljšanu prostornu rezoluciju, odnosno kvalitetnu vizualizaciju vrlo malih objekata te se u znatnoj mjeri eliminiraju artefakti parcijalnih volumena. Dobivene slike služe za 3D rekonstrukcije. Od velike važnosti je utjecaj povećanja rekonstrukcije RI, odnosno razmaka između položaja susjednih ravnina oslikavanja. Rekonstrukcija slika koje se preklapaju donosi temeljite prednosti s obzirom na 3D prostornu rezoluciju i dijagnostičku pouzdanost.
Trodimenzionalno je oslikavanje (3D) u medicini metoda kod koje se sastavljaju podatci prikupljeni od 3D objekta (pacijent, kompjutorska obrada i dvodimenzionalni prikaz (2D) na kompjutorskom ekranu). Zamjećivanje dubine stvara pojavu 3D slike.
Napredak tehnologije spiralne CT i oslikavanja magnetskom rezonancijom (MRI) omogućio je učestalu primjenu multiplanerne (MPR) i trodimenzionalne (3D) rekonstrukcije kod prikaza anatomskih presjeka. Rezultat toga je da MPR i 3D oslikavanje ima glavnu ulogu u većini radioloških odjela u kojima se istražuju daljnje mogućnosti primjene 3D oslikavanja. Primjerice, kod analize oslikavanja mozga na Sveučilištu u Kaliforniji (San Diego) upotrebljavaju se 3D modeli kod istraživanja AIDS-a, Huntingtonove bolesti i shizofrenije. Na Sveučilištu Duke model 3D upotrebljava se kod istraživanja srčane aritmije. CT program u Burlingtonu za prikaz oblika i smještaja tumora – nazvan X nož, podatke dobivene od CT skena i MR mozga koristi za planiranje postupka radijacije (Zonneveld i Fukuta, 1994.).
U radiologiji je 3D oslikavanje našlo mjesto u radijacijskoj terapiji, kraniofacijalnom oslikavanju za planiranje kirurškog zahvata, ortopediji, neurokirurgiji, kardiovaskularnoj kirurgiji, angiografiji i MRI-ju. Oslikavanje pomoću 3D rekonstrukcije upotrijebljeno je za vizualizaciju davnih egipatskih mumija bez da su uklonjeni omoti (Seeram, 2001.).
Suvremeno 3D oslikavanje stvara praktičnu endoskopiju, odnosno to je postupak koji omogućuje promatraču da “proleti” kroz tijelo kod pretrage mozga, traheobronhijalnog stabla, krvnih žila, sinusa i kolona. Isto je tako, oslikavanje pomoću 3D nova dimenzija kod kontrastnih pretraga krvnih žila.
Tome treba dodati i da se 3D medicinska rekonstrukcija koristi na internetu (Rohrer, 2003.).
Smisao MPR i 3D oslikavanja je u uporabi ogromnih količina prikupljenih podataka od CT skeniranja pacijentovog volumena (također i od MRI-ja) da bi se osigurali kvalitativni i kvantitativni podatci u širem području kliničkih primjena. Kvantitativni se podatci upotrebljavaju da se odrede tri elementa postupka: preciznost (pouzdanost), ispravnost (stvarno otkrivanje) i uspješnost (izvedivost) postupka 3D oslikavanja.
Materijali i metode
Kompjutorizirano-tomografske pretrage kralježnice pasa obavljene su spiralnim CT uređajem “Somatom” (Siemens) kod pacijenata u Veterinarskoj bolnici Topolšica (Republika Slovenija).
MPR i 3D rekonstrukcije bile su uspješne samo kod onih pacijenata kod kojih su načinjeni mnogostruki poprečni tanki slojevi kralježnice. 3D rekonstrukije obavljene su pomoću DEMO software “MEDIMAGE”, VEPRO.
Prije kompjutorizirane tomografije (CT) kod pojedinih pacijenata obavljene su i mijelografije cervikalnog i torakolumbalnog dijela kralježnice pasa različitih pasmina i dobi.
Cervikalnu mijelografiju obavili smo ubrizgavanjem kontrastnog sredstva Iohexola u atlantookcipitalni prostor, u cerebelomedularnu cisternu. Mijelografija lumbalnom punkcijom obavljena je u slučajevima kad kontrast cisternalnom tehnikom ne dospijeva u torakolumbalno područje gdje se očekivalo patološko zbivanje.
Kod CT skeniranja kralježnice pacijent je u sternalnom položaju. Oba položaja pacijenta i nagib gentrija upotrebljavaju se tako da je sken koji se projicira kroz primarno mjesto pretrage skoro okomit prema podužnoj osi spinalnog kanala.
U tom pogledu pomaže 90 o ili profilna projekcija topograma (tomogram).
Preporučljivo je uključiti sken kod najmanje jednog kranijalnog ili kaudalnog intervertebralnog prostora prema primarnom mjestu željene pretrage. Ako je dobro lokalizirano mjesto pretrage, tada je potrebno primijeniti 1,5 mm debljine sloja. Veći dio kralježnice skenirali smo s tri milimetra debljine sloja. S mijelogramom smo načinili tamniju sliku s koštanim prozorom (razina prozora je 420, a širina 1500).
Polje pretrage veličine 35 cm odabire se za srednje velike i velike pse, a za male 25 cm. Ciljna točka je kralježnica unutar odabranog područja pretrage. Aksijalno skeniranje primjenjuje se uporabom koštanog algoritma. Odabrani 1,5 mm granični slojevi postižu se okomito prema vertebralnom kanalu kroz željeni intervertebralni prostor, od kaudalne izbočine kranijalnog kralješka prema kranijalnoj izbočini kaudalnog kralješka.
Nagib gentrija upotrebljava se samo onda kad se ne može ukloniti položaj lordoze.
Nakon potpune rekonstrukcije aksijalne se slike pregledavaju na monitoru upravljačke ploče. Faktore pojačavanja i podešavanje prozora odabire se prema osobnoj sklonosti i suspektnoj patologiji. Multiplanerske rekonstrukcije (MPR) obavljene su na topogramima različitih segmenata cervikalne i torakolumbalne kralježnice. Većina odabranih presjeka uključuje sagitalne slike u ravninama intervertebralnih otvora i centralnog kanala, a dorzalne slike u ravnini korijena živaca (Šehić i Matko, 2012.).
Rezultati
U radiologiji se upotrebljavaju dva oblika 3D algoritma automatskog iscrtavanja: iscrtavanje površine (slika 1) i iscrtavanje volumena (VR). Kod naših rekonstrukcija upotrijebili smo oba algoritma iscrtavanja kod kojih smo dobili podatke od postavljenih slojeva u 3D prostoru.
Unos se odnosi na uređaj koji skuplja podatke. Unosni uređaj za preslikavanje uključuje spiralni CT skener (Siemens).
Prikupljeni podatci šalju se u radnu stanicu, koja je srce sustava. Taj snažni kompjutor može obrađivati različite postupke 3D oslikavanja. Ti postupci uključuju predobradu (preprocessing), vizualizaciju, manipulaciju i analizu. Jednom kad je obrada potpuna, podatci se promatraju i snimaju na izlaznom uređaju.
Multiplanerska rekonstrukcija (MPR) obavljena je na aksijalnim prikazima različitih segmenata cervikalne (slike 2 i 3) i torakalne kralježnice (slika 4).
Zaključak
Multiplanersko (MPR) i trodimenzionalno oslikavanje (3D) u medicini je metoda kod koje se sastavljaju podatci prikupljeni od 3D objekta (pacijent, kompjutorska obrada i dvodimenzionalni prikaz na kompjutorskom ekranu). Zamjećivanje dubine stvara pojavu 3D slike.
Višeslojni CT uređaji idu u smjeru povećanja broja redova detektorskih sustava, koji u jednoj rotaciji mogu generirati više stotina slojeva, ukupne širine 20-30 centimetara. Glavna primjena tog sustava su 3D kardiološke pretrage te 3D kineangiografija. Sljedeći korak u razvoju višeslojne CT tehnologije su tzv. volumetrijski CT uređaji (Volumetric CT scanner, VCT), koji umjesto višerednih zasebnih detektorskih sustava koriste dinamični homogeni panel detektor (Flat panel detector) velike površine. Kao krajnji rezultat dobivamo znatno poboljšanu prostornu rezoluciju, odnosno kvalitetnu vizualizaciju vrlo malih objekata te se u znatnoj mjeri eliminiraju artefakti parcijalnih volumena. Dobivene slike služe za 3D rekonstrukcije. Rekonstrukcija slika koje se preklapaju donosi temeljite prednosti s obzirom na 3D prostornu rezoluciju i dijagnostičku pouzdanost.
Napredak tehnologije spiralne CT i oslikavanja magnetskom rezonancijom (MRI) omogućio je učestalu primjenu MPR i 3D prikaza anatomskih presjeka. Rezultat toga je da MPR i 3D oslikavanje ima glavnu ulogu u većini radioloških odjela u kojima se istražuju daljnje mogućnosti primjene 3D oslikavanja.
Sažetak
Multiplanersko (MPR) i trodimenzionalno oslikavanje (3D) u medicini je metoda kod koje se sastavljaju podatci prikupljeni od 3D objekta (pacijent, kompjutorska obrada i dvodimenzionalni prikaz (2D) na kompjutorskom ekranu). Zamjećivanje dubine stvara pojavu 3D slike. Napredak tehnologije spiralne CT i oslikavanja magnetskom rezonancijom (MRI) omogućio je učestalu primjenu MPR i 3D prikaza anatomskih presjeka. Rezultat toga je da 3D oslikavanje ima glavnu ulogu u većini radioloških odjela u kojima se istražuju daljnje mogućnosti primjene 3D oslikavanja.
Literatura [… prikaži]
Spiral Computed Tomography and Reconstruction Tomograms of Cervical and Thoracolumbal Canine Spine and Diagnostic Pathology
Mensur Šehić, DVM, PhD, Professor Emmeritus; Faculty of Veterinary Medicine, Zagreb; Milan Matko, DVM, Small Animal Hospital, „Toplica“, Topolšica, Slovenia; Davorin Lukman, DVM, PhD, Small Animal Practice, Varaždin
Multiplaner (MPR) and three-dimensional (3D) imaging in medicine is a method in which a set of data is collected from a 3D object such as the patient, processed by a computer, and displeyd on a two-dimensional (2D) computer screen to give the illusion of depth. Depth perception causes the image to appear in 3D. The advances in spiral/helical CT and magnetic resonance imaging (MRI) technologies have resulted in an increasing use of 3D display of sectional anatomy. As a result, 3D imaging has become common place in most large-scale radiology departments, and researches continue to explore the potentional of 3D aplications.