Kaspars Stepanovs: Daudzslāņu datortomogrāfijas nozīme un mūsdienīgas diagnostikas iespējas

Datortomogrāfija ir ātri kļuvusi no inovatīvas specializētas tehnoloģijas par plaši lietotu modalitāti jebkuros medicīnas aprūpes apstākļos. Dažādas slimnīcas, sākot no universitāšu klīnikām, līdz mazām lauku slimnīcām un privātām ārstniecības iestādēm, kā arī atsevišķi datortomogrāfijas kabineti izmanto datortomogrāfu pacientu diagnozes noteikšanai un terapijas plānošanai.

Pirmā datortomogrāfijas (saīsinot – DT vai reizēm arī CT – no angļu val. computed tomography) iekārta tika izgudrota 1972. gadā, bet ar katru gadu šī tehnoloģija tiek uzlabota gan dizaina, gan tehnoloģiju ziņā.

Rentgena izmeklējumos trīsdimensiju ķermeņa daļa tiek attēlota divdimensiju attēlā ar ierobežotu izšķirtspēju, jo orgāni, dažādas struktūras viena otru pārklāj. Lai mazinātu šo pārklāšanos, tiek izmantotas papildu projekcijas dažādos leņķos, piemēram, krūškurvja izmeklējumu veic divās projekcijās – PA un LL (posterior-anterior un latero-lateral – tas nozīmē no mugurpuses un sāniem), lai noteiktu, kurā segmentā ir izmaiņas, līdzīgi arī traumu gadījumos attēls ir divās plaknēs. Interpretējot attēlus, rezultāts ir atkarīgs no ārsta radiologa telpiskās uztveres iespējām, pieredzes un klīniskām zināšanām. Datortomogrāfijas pamatā arī ir rentgena stari, taču divdimensiju attēlā tiek parādīts precīzs cilvēka divdimensiju griezums kādā no ķermeņa daļām bez audu pārklāšanās.

Rentgena izmeklējumā attēls ir rentgenu staru ēna, savukārt datortomogrāfija ir šķērsgriezuma attēls. Tādēļ radiologi izmeklējumu atbildēs lieto vārdu aizēnojums, kas var nozīmēt ne tikai, piemēram, iekaisumu, bet arī veidojumu. Datortomogrāfijas izmeklējumā rentgena spuldze un detektors rotē ap pacientu, un tiek iegūti ļoti smalka slāņa attēli, mūsdienīgās iekārtās plānāki par 1 mm. Tajos detalizēti var redzēt iekšējos orgānus, kaulus divdimensiju attēlu veidā. Iegūtie attēli ir melnbalti, un atkarībā no tā, kā atšķiras to staru slāpējums izmeklējuma laikā, attiecīgas vietas ir gaišākas vai tumšākas, respektīvi – attēli ir melnbalti ar savu pelēkās skalas vērtību katrā iegūtā pikselī. Ir iespējams izmērīt šos parametrus, un to apzīmē ar HU – Haunsfīlda (Hounsfield) vienībām. Piemēram, ūdens attēla blīvums ir 0, gaisa – -1000. Zinot konkrētas vietas blīvumu, radiologi var aptuveni pateikt, kāda viela vai vide ir konkrētā vietā, piemēram, svaigu asiņu blīvums asinsizplūdumā jeb hematomā ir 40–80 HU, līdzīgi var pateikt, piemēram, vai veidojumā ir taukaudi, kas ļauj spriest par veidojuma histoloģisko uzbūvi, piemēram, lipomas galvenokārt sastāv no taukiem. Nereti radiologi arī savos aprakstos piemin konkrēta veidojuma HU vērtību.

Datortomogrāfijas attēls tiek iegūts procesā, ko sauc par rekonstrukciju, tas nozīmē – digitāli sakombinējot informāciju no daudzām projekcijām dažādos leņķos izmeklējuma zonā, lai producētu divdimensiju attēlu. Patiesībā attēls parāda trīsdimensionālu audu apjomu ar ļoti mazu slāni, to sauc par vokseli (voxel). DT attēla pikseļu izmērs un vokseļu biezums ir būtiski faktori, kas nosaka attēla kvalitāti: izšķirtspēju, kontrastu, detaļas, troksni*, attēla HU vērtības un artefaktus**.

* Troksnis ir attēla blīvuma variācijas, kas nesatur diagnostiski lietojamu informāciju.

** Artefakts (strukturētais troksnis): fenomens, kad attēlā parādās struktūra, ko patiesībā skenējamais objekts nesatur. Tie var rasties, piemēram, kustību dēļ vai vietās, kur robežojas audi ar atšķirīgu blīvumu, piemēram, kur ir gaisa-audu, gaisa-kaulu un metāla-audu robežas u.c.

Datortomogrāfijas būtība

Datortomogrāfijas datu iegūšanas princips – rentgenstars šķērso organismu, to uztver detektors. Šādi detektori var būt no vienas rindas līdz ļoti daudzām, pat 320. Katrs detektors vienā apgriezienā iegūst informāciju par vienu pacienta ļoti plānu rentgena karti, kura tiek saglabāta operatīvajā atmiņā un tiek apstrādāta. Piemēram, viena no modernākajām šobrīd pieejamām iekārtām ar 320 slāņiem vienā apgriezienā spēj nosegt 16 cm platu lauku ar 0,5 mm slāņa attēla biezumu, un pilns apgrieziens tiek veikts 0,275 sekundēs, kas ļauj veikt precīzus koronāro asinsvadu izmeklējumus. Detektoru rindu skaitam ir nozīme, ja jāveic izmeklējums zonās, kur ir kustību artefakti. Cilvēka organisms atrodas nepārtrauktā kustībā, līdzīgi kā fotogrāfam grūti veikt uzņēmumus ļoti ātri kustīgām lietām, radiologi saskaras ar artefaktiem krūškurvī, jo ir plaušu elpošanas kustības pacientiem, kuri nespēj aizturēt elpu, tie visbiežāk ir veci vai, piemēram, politraumu vai nemierīgi, nekontaktējami pacienti. Arī sirds muskuļa kontrakcijas rada artefaktus koronāros asinsvados, jo tie visu laiku kustās. Līdzīgi var saskarties ar artefaktiem kakla asinsvadu izmeklējumos, ja pacients veic rīšanas kustību. Dažkārt attēli šo kustību dēļ ir neinterpretējami. Zarnu peristaltika arī nereti rada artefaktus. Līdzīgi izmeklējuma ātrumam ir nozīme, ja nepieciešams izvērtēt asinsvadus, jo plūsma ir ļoti ātra, un, ievadot kontrastvielu, tā ir jāpaspēj noķert pareizā brīdī – atkarībā no izmeklējuma mērķa, piemēram, plaušu artērijās vai aortā, vai vēlīni – vēnās. Ja iekārta ir lēna, tad iegūtais attēls var būt neinformatīvs, līdzīgi kā fotografējot ātri braucošu rallija auto, – ja esam par lēnu, vienīgais, ko mēs redzam attēlā, ir putekļi.

Vēsturiski sākumā bija vienslāņa datortomogrāfijas iekārtas ar vienu detektora rindu. Diagnostikā būtisks uzlabojums tika panākts 1998. gadā, kad diagnostikā ieviesa 4 slāņu iekārtu, aizsākot daudzslāņu DT ēru. Vēlāk parādījās iekārtas ar 8 un 16 slāņiem. Mūsdienīgas iekārtas ir ļoti progresējušas tehnoloģiski, tām ir daudz detektoru, un tehnoloģiski šobrīd modernākās optimālās iekārtas ir ar vismaz 64 rindu detektoriem vai slāņiem. Ar šādām iekārtām var veikt praktiski jebkuru izmeklējumu.

Ar 16 slāņu iekārtām var arī veikt lielu daļu rutīnas izmeklējumu, piemēram, galvas, locītavu, mugurkaula, kaulu datortomogrāfiju. Ar 16 slāņu DT var iegūt arī labus klīniski noderīgus vēdera, krūškurvja izmeklējuma attēlus, un pavisam nesen šādas iekārtas bija tehniski labākās tirgū. Taču iekārtām ir jābūt diezgan advancētām – īpaši pielāgotām šiem izmeklējumiem, un, ja ir runa par apjomīgiem un ātri veicamiem izmeklējumiem, piemēram, aortas un ekstremitāšu angiogrāfiju, ir grūti iegūt konkurētspējīgu attēla kvalitāti, ja salīdzinām ar 64 slāņu DT.

Nereti, lai izmeklējums būtu ar diagnostisku vērtību, ir jāievada kontrastviela. Kontrastviela ir jodu saturoša viela, kura vizualizējas rentgena staros. DT izmeklējumos izmanto ūdenī šķīstošu kontrastvielu, kura ir ekstracelulāra (ārpus šūnām), to principā lieto asinsvadu izmeklējumiem, lai izvērtētu orgānu, dažādu veidojumu asinsapgādi, anatomiju. Dažkārt šo kontrastvielu var lietot tieši, t.i., perorāli, urīnizvadsistēmā, veikt fistulogrāfijas (dažādas patoloģiskas ejas, savienojumi pēc operācijām, pēc iekaisuma vai audzēja dēļ) utt.

Datortomogrāfiju var veikt jebkurai ķermeņa daļai. Turpmāk aprakstītas biežākās indikācijas DT izmeklējumiem.

Traumas

Datortomogrāfija ir daudz ātrāka, un ir mazāk kustību artefaktu nekā magnētiskās rezonanses izmeklējumam, tāpēc to plaši izmanto neatliekamā radioloģijā traumas gadījumā vai akūtu, piemēram, neiroloģisku stāvokļu izvērtēšanā. Datortomogrāfijā labāk redz kortikālo kaulu (kaula cietā daļa), tā ļauj precīzāk izvērtēt lokalizēt dažādus svešķermeņus, kaulu fragmentus, šķembas, īpaši metāla struktūras. Izmeklējumu var veikt pacientiem ar implantētām medicīniskām iekārtām, kā sirds stimulatori, dažādi magnētiski asinsvadu klipi vai nervu stimulējošām ierīcēm.

Magnētiskās rezonanses izmeklējumam mēdz būt artefakti, traucējumi, ja izmeklējamā vide ir neviendabīga, piemēram, kaklā, kad ir gaisu saturoša traheja, blīvāki mīkstie kakla audi, krūškurvī, kad ir gaisu saturošas plaušas, videne, līdzīgi vēderā zarnas ar gāzēm un peristaltiku, magnētiskais lauks ir nehomogēns, un iegūtie attēli nav skaidri.

Aknu slimības un audzēji

Daudzslāņu DT ir viens no galvenajiem izmeklējumiem aknu, žultsceļu un aizkuņģa dziedzera slimību diagnostikā. Pateicoties iekārtu ātrai darbībai, īsā laikā var veikt izmeklējumu dažādos laika intervālos un izvērtēt vēdera asinsvadus, kā arī aknas asinsapgādi. Izmeklējums tiek sinhronizēts ar attiecīgu kontrastvielas ievades ātrumu un daudzumu. Visbiežāk šo izmeklējumu lieto, lai izvērtētu aknas veidojumus, kuri ir konstatēti kādā no iepriekšējiem izmeklējumiem.

Iespēja diagnosticēt un izvērtēt veidojumus aknās ir atkarīga no tā, cik lielā mērā veidojuma blīvums atšķiras no aknas audu blīvuma un kā veidojums uzkrāj kontrastvielu. Labi apasiņoti (hipervaskulāri) audzēji ir veidojumi, kuri kontrastējas vairāk nekā akna, slikti apasiņoti (hipovaskulāri) – mazāk attiecīgi, pirmie attēlā būs gaiši, otrie – tumši. Tā kā aknai ir duāla asinsapgāde portālās sistēmas dēļ, kura saņem asinis no zarnām, liesas, izmeklējums tiek veikts vairākos laika intervālos jeb fāzēs. Visbiežāk pielieto arteriālo fāzi, kad kontrastviela ir tikai artērijās, portāli venozo fāzi, kad vēnās, un vēlīno fāzi, kad tiek kontrastēti aknas audi (parenhīma). Arteriālā fāze var būt agrīna, to lieto asinsvadu anatomijas izvērtēšanā. Aknu veidojumu diagnostikā labāka ir vēlīna arteriālā fāze, kad redz hipervaskulārus veidojumus (piemēram, labdabīgu aknu audzēju – fokālu nodulāru hiperplāziju (FNH), aknu šūnu ļaundabīgus audzējus – hepatocelulāras karcinomas (HCC)). Venozajā fāzē labi redz slikti apasiņotus (hipovaskulārus) veidojumus. Vēlīnā fāze noder, lai novērtētu ilgstoši esošu stabilu vai augošu kontrastējumu, piemēram, jau pieminēto fokālo nodulāro hiperplāziju, hemangiomu. Daudzslāņu DT iekārtas priekšrocības ir, ka ar tām var izmeklēt visas aknas daudz ātrāk, precīzākos laikos, iegūstot nepieciešamo kontrastējumu orgāna vai veidojuma asinsvados.

Visbiežākie labdabīgie veidojumi aknās ir hemangiomas, otrs biežākais – fokālā nodulārā hiperplāzija. Ja šie veidojumi nerada simptomus, tos var tikai novērot, veicot regulārus izmeklējumus. Trešais biežākais veidojums ir adenoma, bet tā ir reti sastopama un vizuāli tikai ar attēldiagnostiku nav izvērtējama, tāpēc ir jāoperē.

Ja pacientam diagnosticēts primārs ļaundabīgs audzējs kaut kur ārpus aknas, pirms ārstēšanas vienmēr tiek veikta DT, lai noskaidrotu audzēja izplatību. Daudzslāņu DT ar lielu varbūtību var izslēgt metastāzes aknās, piemīt augsta jutība mazu metastāžu diagnostikā. Līdzīgi kā primārie veidojumi, metastāzes arī atšķiras pēc vaskularizācijas, piemēram, hipervaskulāri jeb labi apasiņoti ir vairogdziedzera, nieru šūnu karcinomas, melanomas, daži krūts audzēji. Hipovaskulāri jeb vāji apasiņoti veidojumi visbiežāk ir no resnās un taisnās zarnas jeb kolorektālo audzēju metastāzēm. Hipovaskulāri ir arī aizkuņģa dziedzera, plaušu, prostatas, urīnceļu audzēji un liela daļa ginekoloģisku audzēju.

Daudzslāņu DT izmanto arī primāru ļaundabīgu aknas audzēju izvērtēšanā. Visbiežākais veidojums ir aknu šūnu (hepatocelulārā) karcinoma, tās sastopamība arvien pieaug. Šis veidojums visbiežāk attīstās kā komplikācija hroniskai aknu slimībai un visbiežāk attīstās pacientiem ar aknas cirozi.

Cirotiskas aknas rada tehniskus izaicinājumus, veicot DT, jo normālos aknas audos (parenhīmā) rodas rētainas izmaiņas, fibroze, mezglaina jeb nodulāra reģenerācija, kas var simulēt audzējus, tāpēc šādā gadījumā ir nepieciešami ļoti precīzi skenēšanas laiki un kontrastvielas specifisks ievades ātrums, ko korekti var veikt tikai ar daudzslāņu DT.

Lai arī DT ir ļoti precīza metode, tomēr aknas veidojumu izvērtēšanā pārāka ir magnētiskā rezonanse, kas redz vēl vairāk – par aptuveni 10% vairāk metastāžu kolorektālu vēžu gadījumā. Tehniski ar DT ir grūti izvērtēt veidojumus, kuri ir mazāki par 5 mm. Šos veidojumus apzīmē kā pārāk mazus, lai kategorizētu. Magnētiskās rezonanses izmeklējums (MRI) ļauj precīzāk vērtēt mazāku veidojumu sastāvu, un tāpēc labākam rezultātam DT bieži kombinē ar MRI.

Aizkuņģa dziedzeris

Daudzslāņu DT ļauj iegūt aizkuņģa dziedzera augstas kvalitātes vairāku plakņu trīsdimensiju attēlus, kam ir būtiska loma aizkuņģa dziedzera vēža diagnostikā, plānojot operatīvu terapiju. Operējamību nosaka pēc asinsvadu iesaistes. Pašlaik tehnoloģiski asinsvadu izvērtēšanā DT ir pārāka par MRI, jo ir augstāka asinsvada attēla izšķirtspēja.

DT lieto, gan lai diagnosticētu primāru veidojumu, kā arī lai noteiktu veidojuma izplatību.

Ar daudzslāņu DT precīzi var izvērtēt akūta un hroniska pankreatīta komplikācijas, nekrozi, šķidruma uzkrāšanos, var redzēt aizkuņģa dziedzera vada akmeņus, kā arī nereti veidojas pseidoaneirismas un kontrastvielas ekstravazācija. Ar DT precīzi var noteikt asiņojošo vietu, kas ļauj tālāk precīzi veikt endovaskulāru ārstēšanu ar invazīvās radioloģijas palīdzību.

Sirds un asinsvadu izmeklējumi

Kā jau iepriekš minēts, ar daudzslāņu DT ir pavērušās jaunas iespējas asinsvadu izmeklējumos. Agrāk, piemēram, ar 4 slāņu DT bija iespējams izmeklēt tikai konkrētu specifisku asinsvadu rajonu, taču, sākot ar 16 slāņiem, ir iespējams izvērtēt visus vēdera asinsvadus no diafragmas līdz iegurnim ar vienu elpas aizturi. Līdzīgi var izvērtēt visus lielos asinsvadus, aortu krūšu un vēdera daļā, plaušu artērijas. Daudzslāņu DT ir kļuvusi par neaizvietojamu pirmsprocedūru plānošanā un kontroles izmeklējumu endovaskulārajā terapijā, t.i., stentēšanas procedūrām, aneirismu ārstēšanā, apakšējo nieru artēriju revaskularizācijā. Līdzīgi DT ir kļuvusi par zelta standartu izolētu perifēru plaušu artērijas trombemboliju diagnostikā, kad ir jāizvērtē mazi (segmentāro un subsegmentāro) plaušu artērijas zari. Agrāk to diagnosticēt bija iespējams, tikai katetrizējot plaušu artēriju, kas ir invazīva metode.

Pašlaik tehnoloģiskais progress ļauj veikt sirds DT izmeklējumus ar izcilu attēla kvalitāti un zemu starojuma devu. Tā ir pārveidojusies no eksotiska izmeklējuma par rutīnu pēdējā desmitgadē. Jaunās paaudzes daudzslāņu DT iekārtas ļauj diagnosticēt vainagartērijas (jeb koronārās artērijas) slimības neinvazīvi, izvērtējot asinsvadu aterosklerotiskās plātnītes, to kalcinozi, progresiju, stenozi. Daudzslāņu datortomogrāfijai ir iespēja noteikt kalcinētas un nekalcinētas aterosklerotiskas plātnītes, pirms izpaužas klīniskie simptomi. Veicot dažādas daudzplakņu rekonstrukcijas, var noteikt plātnītes, kurām draud plīšana, piemēram, ar trombiem, mazu lūmenu un remodelētu sienu.

Līdzīgi var izvērtēt pacientus pēc sirds operācijām, šuntēšanas procedūrām.

Koronāro asinsvadu DT ir parādījusi kā noderīgu neinvazīvu metodi sirds koronāro asinsvadu stentu atkārtotu stenožu diagnostikā. Šajā nozarē ir ļoti daudzsološi tehnoloģiskie risinājumi, un izskatās, ka metode nākotnē būs primārā diagnostiskā modalitāte revaskularizācijas izvērtēšanā.

Perifēro asinsvadu izmeklējumos daudzslāņu DT angiogrāfija (DTA) nodrošina izcilu attēlu kvalitāti, šī metode ir aizvietojusi subtrakcijas angiogrāfiju – DSA, kas ir invazīva metode ar asinsvadu katetrizēšanu. Pašlaik DSA veic tikai kā pirmo soli invazīvo procedūru laikā. Indikācijas ir galvas, kakla, vēdera, krūšu aortas, nieru asinsvadu izmeklējumi, perifērie ekstremitāšu asinsvadi, vaskulīti, dažādi asinsvadu veidojumi. Var noteikt, vai izmaiņas ir izmainītas asinsvada sienas vai trombembolijas dēļ, cik atrade ir veca (hroniska vai akūta), cik nopietna ir stenoze (viegla, vidēja, smaga), izmainītā segmenta garumu un precīzu lokalizāciju sienā. Iegūtos attēlus rekonstruē vairākās plaknēs un trīsdimensiju attēlos, lai tie būtu labāk uzskatāmi.

Perfūzijas izmeklējumi

Samērā jauns, taču jau ierasts novirziens datortomogrāfijā ir perfūzijas izmeklējumi. Tiem ir zināma loma insulta diagnostikā un onkoloģijā. Perfūzijas izmeklējumā pacientiem ievada intravenozu kontrastvielu un skenē kādu noteiktu zonu, piemēram, galvu, ja ir noticis insults, vai aknu, ja ir veidojums aknās. Akūta insulta diagnostika ir ierobežota vājās vizualizācijas dēļ pirmajās 6 stundās, kuras ir ļoti kritiskas, jo katru minūti išēmijas gadījumā neatgriezeniski iet bojā smadzeņu šūnas. Ar perfūziju var noteikt izmainītas zonas, to plašumu, var paralēli veikt intrakraniālo artēriju izmeklējumu, noteikt asinsvadu slēguma līmeni. Atkarībā no atrades maksimāli ātri var pareizi piemērot gan medikamentozu trombu šķīdināšanu vai mehānisku izņemšanu. Onkoloģijā pēc perfūzijas var klasificēt veidojumu, ar lielāku varbūtību nosakot, vai tas ir labdabīgs vai ļaundabīgs.

Iepriekš minētie izmeklējumi ir tās grupas, kurās ir lielais detektoru skaits ir ļoti nozīmīgs.

Tehnoloģijas un kvalitāte

Galvas izmeklējumi, locītavu, kaulu, muguras datortomogrāfija tehnoloģiski nav tik ļoti prasīga, taču arī šajos izmeklējumos ir arvien jauni tehnoloģiski risinājumi. Attēla kvalitātes uzlabošana ļauj precīzāk izvērtēt dažādas struktūras. Viens piemērs ir iekšējā auss, kur ir ļoti mazi kauliņi, dažu mm garumā – paši mazākie organismā, un ārstam ir nepieciešams tos ļoti precīzi vizualizēt. Jaunās paaudzes iekārtas spēj mazināt traucējumus, ko rada metāla struktūras, piemēram, zobu plombas, dažādi metāla implanti, mākslīgas locītavas.

Jāuzsver – jo jaunāka iekārta, jo mazāks ir rentgena starojums. Pašas jaunākās paaudzes DT to ir iespējams samazināt par 40–80% ar diagnostiski vērtīgiem attēliem.

Jāpatur prātā, ka attēlus vērtē cilvēks, un ļoti svarīga arī ārsta radiologa klīniskā pieredze un tas, cik labi iekārta ir pieregulēta dažādu patoloģisku procesu diagnostikā. To var salīdzināt ar mūzikas instrumentu, kuram jābūt gan labi noskaņotam, gan arī nepieciešamas prasmes, lai to virtuozi spēlētu.

Rakstu lasiet arī „ārsts.lv” 2017. gada oktobra numurā!

Portālā "ārsts.lv" publicēto rakstu pārpublicēšana iespējama tikai tādā gadījumā, ja ir norādīts raksta avots!