Lidt mere om teknikken ved hjerte CT

radiograf.dk
  • No tags were found...

Lidt mere om teknikken ved hjerte CT

CT superbruger, Flemming Dalsgaard, RigshospitaletFig 4. Viser ekg’et, hvor der mangler en markør på en R-peak. Det er nemt at sætte den på og få udregnet billeder fra denne cyclus også, såhjertet bliver roligt (eksemplet er manipuleret).leder i en rytme, der er identiskmed hjerterytmen. Da der kungår strøm i røret i korte tidsrumomkring en bestemt hjertefase,vil den samlede bestråling værebeskeden.Denne teknik kan bruges tilcalciumscoring – en teknik tilvurdering af forkalkningen ikransårerne – uden intravenøskontrast. Når manøvren gentagesefter et stykke tid, får man etindtryk af, om patientens tilkalkningnår truende tilstande. Denneteknik anvender vi ikke hos os påRH, men efter cardiologers ønskeudføres selve scanningen sompræscanning.I modsætning til denne ”prospective”teknik, laves kontrastscanningensom ”retrospectiv”teknik. (Betegnelserne hentydertil, om man forudbestemmer denrelevante hjertefase (”pro-”) ellerscanner det hele og udvælgerbagefter. (”retro-”)).Stråledosis ved den retrospectiveteknik er betydeligt højere, ogdet eneste forsonende er, at detscannede område er beskedent(ikke hele kroppen), og atman måske (på sigt) kan sparepatienten for en anden og måskealt i alt farligere undersøgelse,nemlig katederangiografi en.Dosis er måske 50% større vedCT (med højkvalitets angiografi -udstyr som reference), men deninvasive risiko ved CT er minimal,og patienten kan gå direkte hjembagefter.Den retrospective teknik kangroft deles ind i to processer:produktion af egnede rådata oganvendelse af disse til at dannebilleder af fornøden skarphed.Begge dele kræver omhu.Udvælgelse af data er baseretpå, at man kan synkronisere optagnedata med patientens ekg.Synkronisere vil sige, at man serpå ekg’et og beslutter hvilke hjertefase,man gerne vil se billederaf. Man fi nder så de data frem,som er optaget på præcis dettidspunkt, der svarer hertil. Manvil naturligvis gerne se hele hjerteti denne fase. Det vanskeligebestår nu i, at hjertet, i løbet afden tid scanningen varede, fleregange kommer i denne fase (nedtil fem gange ved noget udstyrmen i andre tilfælde snarere tigange), og derfor skal der findesdata mange steder i lageret.Scanneren skal altså kunne holdestyr på, hvor målingerne hører til.Det sker ved, at den kan vurdereekg’et og få øje på R-takkerne.(den høje spids i systolen). Meddisse takker som reference, kanden holde styr på datalageretstidsmæssige inddeling. Bederman for eksempel om at seasystolen svarende til 75% afintervallet imellem to R-takker,kan scanneren altså fi nde dedata, der viser hjertet i dennefase. Denne proces udføres foralle de hjertecycler, der medgik iscaningen, og vi får så gengivethele hjertet i den ønskede asytoliskefase.Når asystolen ofte er interessant,skyldes det, at hjertet i systolentrak sig sammen og pumpedekontrast ud. Kontrasten har sået kort øjebliks tid til at fyldecoronarkarrene, og da myocardietnetop nu er afslappet, står billedetsmukt, som taget ud af enanatomibog.Den tid scanningen varede rummeraltså adskillige hjertecycler,og hele ekg’et fra dette forløbkan gemmes og kaldes frem.Det bedste resultat opnås,når hjertet slår regelmæssigt.Uregelmæssig hjerterytme er ingenscanners livret, men man kangøre visse ting for at begrænseskaden. Problemet vil blive omtaltigen senere, men foreløbigskal vi nøjes med at sige, at hvisman skal bruge flere hjertecyclersdata til at lave billederne– for eksempel svarende til deførnævnte 75% - er det en umiddelbarfordel, at datasegmenteringen(lagersegmenteringen!)udviser en vis konstans. Ses iekg’et en enkelt cyclus, der afvigerstærkt fra det øvrige mønster,vil absorptionsdata tilhørendedette tidsrum påvirke resultatetog gøre billederne uskarpe.Man kan imidlertid som brugerbede scanneren om at ignoreredata svarende til denne cycleog hermed opnå den eftertragtederegelmæssighed og skarpebilleder. Ikke alle mirakler kanleveres, men man kan komme etstykke vej. Se fig 1-4.Ens umiddelbare reaktion på ensådan proces kan være, at deter snyd! Man manipulerer meddata og gengiver patienten på enmåde, der ikke svarer til virkeligheden!Men det er ikke rigtigt.For hvis hensigten med undersøgelsener at fremstille coronarkarreneog de tydeliggøres meddatamanipulation, hvad galter der så i det? Allerede indenscanningen udføres vil udstyretmåle patientens hjerterytme med(frivilligt!) standset respiration.Det vil vise middelværdi (afhjerterytmens varighed) samtminimum og maximum. Skønnerbrugeren nu, at det er helt galt,kan man vælge at afbryde. Mankan også vente lidt og se, omtingen falder lidt til ro og satsepå at udstyret kan reparere datatilstrækkeligt.Hos os scanner vi lystigt det heltovervejende flertal. Det skal dogindrømmes, at de mest syge endnuikke deltager i vor procedure.(Det kan der gives flere grundetil. Dels kan det være betænkeligtat introducere en ny teknik påsvært syge patienter, og dels erder visse tegn til, at CT teknik-A p r i l 2 0 0 6 R A D I O G R A F E N 11


CT superbruger, Flemming Dalsgaard, Rigshospitaletkens anvendelse vil tage sigtepå en opdeling af patienter i togrupper: denne ene kategori gårtil CT for om muligt at blive frikendtfor alvorlig syge og dermedundgå en farligere invasiv teknik,og den anden som alligevel skali det cardiologiske laboratorium.Vi afventer hjertelægernes foreløbigekonklusioner.)Lad os slå fast, at scanneren kanudvælge data svarende til dendel af ekg’et der har interesse.Det er imidlertid nok så væsentligt,at man allerede indendisse processer går i gang,kan sikre sig, at data vil få enanvendelig kvalitet. Det sker vedhovedsagelig to ting: styring afkontrastinjektionen og optimeringaf undersøgelsens såkaldte”temporale resolution”. Vi ser pådet sidste først.”Temporal Resolution” (TO)betyder opløsning i tidsdomænet.Eller helt enkelt: muligheden forat gengive noget bevægeligt påen sådan måde, at vi får sammeindsigt, som hvis det stod stille.Desværre må man skelne imellemdet teoretiske optimum ogdet praktisk mulige, samt hvadman kan gøre for at begrænsedet, der gør det ”praktisk mulige”til det alt for sædvanlige.Det vides fra almindelig CT, atbilleder sædvanligvis baserespå transmissionsprofi ler, der eroptaget i en fuld cirkel på 360 gr.Vi ved også fra partiel rekonstruktion,at mindre kan gøredet. Færre grader giver mindrerumlig opløsning, men ydes godtmed mAs, går det endda. Detkan vises, at 180 gr markerer engrænse imellem det brugbare ogdet helt uanvendelige. Til hjerteCT bruges derfor 180 gr.Det tager et stykke tid for røretat bevæge sig 180 gr og i mellemtidenhar hjertet fl yttet sigen smule. Derfor skal de 180 grgerne overstås hurtigt. Det erogså klart, at der skal nogle højemA til når tiden bliver så kort.Den temporale opløsning afhængeraf dette, og idet vi minderom, at god temporal opløsning erlig med kort temporal opløsning,kan vi udtrykke følgende:RTO = –––––––––2 · X · SNHvor:TO er temporal opløsning.(den teoretisk optimale.)R er rørets omdrejningstid.X er antallet af rør i gantriet.SN er antallet af segmenter isegmenteret rekonstruktion.Det kræver lidt forklaring og vitager et par eksempler.R/2 betyder den tid røret er om atdreje en halv omgang på 180 gr.Antallet af røntgenrør X. Derer faktisk et firma der har enscanner med flere røntgenrør igantriet. Ideen er glimrende! Iforvejen drejer gantriet næstenforuroligende hurtigt rundt.Næsten 1000 kg er oppe at køre,og de kræfter der påvirker komponenternefølger denne relation:→vF = m · ––––2rsom betyder, at kraften er proportionalmed andenpotensen afrotationen m. m.Indsættes to rør, vil antallet aftransmissionsprofiler fordoblesuden at det øger omdrejningshastigheden.SN betyder, at hvis der benyttessegmenteret rekonstruktion, skalman indsætte det maximale antalsegmenter, der er til rådighed.Eksempler:330TO = –––– = 82.5ms2 · 2hvor det sidste 2-tal betyder torøntgenrør.400TO = –––– = 40ms2 · 5hvor det sidste 5-tal betyder femsegmenter.Den sidste kan altså opnå bedretal, men kun når forholdene erhelt optimale, hvad de ikke altider.Den segmenterede rekonstruktionhar imidlertid eksisteret i endel år, hvor to-rørsteknikken erhelt ny. Verden over har mangepatienter fået betablokkere for atreducere hjerteaktionen, så scannernesbegrænsede TO blev godnok. Ved segmentrekonstruktionses det ”paradoks” at TO bliverbedre, når hjertet slår hurtigt!Men hvad er segmenteret rekonstruktion?Man kan forestille sig, at lejetstår stille. En enkelt detektorrækkeopsamler stråler fra røret.Så laves en partiel eksponeringpå en ganske lille vinkel – lad ossige at røret står i 180 gr med enåbning på 60 gr, dvs centralstrålenrammer 0 gr og stråleviftengår fra –30 til +30 gr. Senerestår røret i vinklen 240 gr ogstråleviften spænder fra 30 til 90gr. Endelig står røret i 300 gr ogvifter når fra 90 til 150 gr.Fig. 5 Viser hvordan tre 60 gr sektorer kann lægges sammen til en på 180 gr. Ved synkronisme får vi ikke 3x60 = 180 gr med en opløsning på”60” men derimod 3x180 = 180 med en opløsning på ringe ”180” gr.I alt har vi en strålevifte, der påtre eksponeringer har spændtover 180 gr, altså nok til etbillede. Hvis nu bare hjertetstår på samme måde, gør det joikke noget, at hjertet har slået imellemtiden. Vi har opnået, atfl ere hjertecycler samarbejder omat danne et 180 gr billede. Detvæsentlige er at hvert eksponeringssekmentpå 60 gr kun harvaret 1/3 af den tid, som røret erom at dreje sig 180 gr. Hvis røretdrejer en hel omgang på 0.4 sek,bliver den temporale opløsning(optimalt)0.4TO = –––– = 67ms2 · 3baseret på tre segmenter.Denne abstrakte vurdering afsingleslicescannerens mulighederbliver konkret i multislice.Da lejet kører kontinuerligt, kansamme del af hjertet jo ikkevende tilbage og blive fotograferetigen! Derfor må de forskelligedetektorrækker samarbejde. Påét tidspunkt ser en detektorrækkeen del af hjertet i enbestemt fase. Dette indblik bliver12R A D I O G R A F E N A p r i l 2 0 0 6


CT superbruger, Flemming Dalsgaard, Rigshospitaletgentaget senere af en andenrække. Sådan kan der indsamlesinformationer til at gengive dethele. Der bliver altså samlet profiler ind fra fl ere cycler. Hvis lejetkører langsomt, får man altsåmange ”chancer” for at rammeanatomien. Jo fl ere gange etsted på hjertet kan bestrålesfra forskellige retninger, destofl ere profi ler opsamles. Hvis mansåledes får mange segmenter,og hvert segment tages hurtigt,dannes billedet altså af dele, derhver har kort eksponeringstid, ogden samlede TO bliver kort (optimal).For eksempel: 180 gr/ 30gr = 5 segmenter. Da 30 gr kandrejes på meget kort tid, bliverdenne tid tiden for hele billedet.At lejet kører langsomt, vil sige,at pitch faktoren er lille. Så jolangsommere man scanner, destohøjere opløsning. (alt andet lige.)Det kan udtrykkes ved, hvadnogle kalder ”scanvinduet”. Detdefi neresrotationstidSW = ––––––––––––pitchDet er et tidsvindue der fortællerom “hvor mange chancer vi harfor at ramme hjertet”. Detektorener kun få cm bred, og den kørerhurtigt forbi hjertet. Derfor lavpitch. (eks. 0.2, 0.25, 0.33).Det ses altså, at når pitch er lilleog rotationstiden lang, bliverSW større og dermed bedreopløsning. (Hvilket nok kan virkeoverraskende.) Hvorfor så ikkelade røret køre rigtig langsomt?(Det skulle i hvert fald væreteknisk muligt!) Fordi vi jo ogsåskal være færdige. Risikoenfor at hjertet begynder at slåuregelmæssigt øges med tiden,og kontrasten venter ikke.Der er en vigtig parameter, somder skal holdes styr på, og somkan være en nøgle til at forstå,hvorfor man nogle gange sætterfarten ned og ikke op. Det handlerom, at nok skal data synkroniseresmed ekg’et, ved billedberegning,men rørrotationen måikke være synkron med ekg’etved opsamling ad profi ldata.Det er i virkeligheden ikke sværtat forstå hvorfor. Hvis vi på etbestemt sted tager et almindeligt360 gr scan og så gentager det– hvor kloge er vi så blevet?Rigtigt! Vi er ikke blevet klogere,end hvis vi blot tog det ene billede!Fordi data’ene er ens. Hvisvi ved hjertescanning opnår, atnogle profi ler blot er en gentagelse,så bliver kvaliteten ikkeden ønskede. Det gælder derforom at undgå, at rørrotationenharmonerer med hjerteaktionen.Vi kan opstille denne generellebetingelse:60bpmsync = ––––––––––k · rotationstid∧k∈{½,1,1½,2,2½,3,3½,,,, }som betyder: den hjerterytme,forstået som slag pr minut (bpm),hvor der er synkronisme medrørrotationen, udregnes ved atindsætte forskellige værdier forfaktoren ”k”, idet denne udtrykkeren periode på 180 grader. Nårdet er 180 og ikke 360 skyldesdet, at diametralt modsattestråler rammer hjertet i sammevinkel, om end i modsat retning.Svarende til forskellige rotationstider,kan følgende udregnes:Tabel 1.Hermed er vi kommet igennemalle de rotationstider, som kendesaf undertegnede. Tabellenbruges således: hvis hjertet foreksempel slår netop 60 slag prminut, bør man vælge andrerotationstider end 0.33, 0.4,0.5, for ved 60 slag pr minut erder synkronisme ved alle disserotationstider.(Nogle scannere kan automatiskvælge omdrejningshastighed altefter den målte hjerterytme.)I fig. 6 ses kurver over TO vedforskellige hjerterytmer, nårrotationen varierer.Fig. 6 (Toshiba) Optimum er kurvernes laveste forløb. (bedst TO). Denrøde kurve svarer til 0.4 sek rotationstid. Den bør vælges ved megetlangsomt og meget huttigt hjerte. Den gule (0.5 s rot) er bedst vedhjerteslag på ca 68-75 og ved 90-110 pr minut. Den grønne er 0.6 srot. Denne frekvens bruges ikke mere i praksis på vort udstyr.A p r i l 2 0 0 6 R A D I O G R A F E N 13


CT superbruger, Flemming Dalsgaard, RigshospitaletDer er altså ingen simpel dammenhængimellem hjerterytmeog bedst rotationstid.Den anden betydende faktor irelationen for scanvinduet erpitchfaktoren. Generelt giverlavere pitch højere TO, men hvisder er synkronisme imellem rørrotationog hjerterytme, hjælperdet ikke at ændre pitch’en, somdet fremgår af nedenståendefi gur.Fig. 7 (Toshiba)Viser hvordan TO kurverne konvergerer i de hjerterytmetal,hvor det slår synkront med rørrotationen. Pitchen gør derimoden forskel, når der ikke er synkronisme. Her er den røde kurve bedstsvarende til laveste pitch. Denne størrelse vælges imidlertid ogsåautomatisk ved noget udstyr.Her følger endnu en tabel, medautomatisk valgte sammenhængeimellem hjertefrekvens, pitchog rotationstid.Tabel 2. Konkret eksempel på automatisk valgt parameterkombination. Pitchværdierne: 11.2 og 18.0 svarertil 0.175 og 0.281 i ”normal” defi nition. Der ses den tendens, at hurtig rotation følges med relativ lav pitchog omvendt.KontrastScanning af hjertet går ganskehurtigt. Derfor skal kontrasten”times” med en vis omhu. Derskal ikke være for meget i venacava superior, da det kan giveartefakter som ikke alene forstyrrerbillederne i sig selv, men ogsåkan forvirre bolustrackingen.Man kan gøre sig lidt immun vedat trigge på den descenderendeaorta, som ligger i nogen afstandfra venen.Det gælder også om at balancerekontrasten sådan, at der ermeget i venstre side og en smulei højre. Skal man måle ejectionfraction,er det sådan set nokat have kontrast i venstre side,men skal man kunne vurderemyocardiet mere detaljeret (detpumper ofte ikke ens over dethele), bør der være kontrast ogsåi højre side, da ventrikelseptumogså er en del af muskelen.Septum står tydeligt, hvis der erlidt kontrast i højre ventrikel, ogden automatiske myocardieanalysebliver mere nøjagtig.Her er vi imidlertid over iarbejdet med ”workstation”.Ovenstående er et forsøg på atbore lidt i selve scanteknikken.14R A D I O G R A F E N A p r i l 2 0 0 6

More magazines by this user
Similar magazines