Візуалізуючі дослідження ч.3

Комп'ютерна ангіографічна томографія (ангіо-КТ)

англ. computed tomography angiography (CTA)

Опис обстеження

Перші спроби просторової візуалізації судин були проведені за допомогою спіральної КТ, яка дозволяє отримати постійне спіральне сканування, замість серії поперечних зрізів як при традиційній КТ. Завдяки отриманню даних з усієї досліджуваної ділянки (т. зв. об'ємне сканування) можна реконструювати зображення у будь-якій площині.

Лише використання багатьох рядів детекторів дозволило дістати численні зрізи (шари) під час одного обертання лампи навколо пацієнта, що значно покращило просторову роздільну здатність (особливо по вертикальній осі). Використовуючи новітні камери (16–320-зрізові), можна отримати зображення з роздільною здатністю 0,4 мм, однаковою по кожній осі, і зі значно більшою швидкістю аквізиції, що дозволяє досліджувати більші анатомічні ділянки. На відміну від класичної ангіографії, комп'ютерна ангіографічна томографія (т.зв. ангіо-КТ) також надає багато інформації про тканини, що оточують візуалізовані судини.

Ангіо-КТ виконують після швидкого болюсного в/в введення неіонного йодовмісного контрасту в кількості 80–160 мл (3,5–5 мл/сек). Залежно від локалізації і виду візуалізованої судини (артерії, вени) застосовують різний час затримки аквізиції даних. Для оптимальної візуалізації артерій, після в/в введення контрасту, обстеження потрібно виконати під час першого пасажу контрасту по артерії у фазі максимальної концентрації — ~15–25 сек від початку введення контрасту. Зображення вен отримують, виконуючи сканування у фазі венозного підсилення з відповідним запізненням від початку введення контрасту. Залежно від обстежуваного судинного русла цей час становить 20–25 сек (для легеневих вен), 60–70 сек (для портальної системи) або 90–160 сек (для периферичних вен). Після завершення аквізиції проводять обробку даних та інтерпретацію обстеження за допомогою діагностичних програм. Оцінка судин полягає в аналізі поперечних томографічних зрізів і відповідних реконструкцій:

1) реконструкція у довільно вибраній площині multiplanar reformated reconstructions — MPR) — оцінка перерізу судин, їх стінок, морфології атеросклеротичних бляшок; також виконують реконструкцію по кривій cMPR (розд. I.B.4.3)

2) проекція максимальної інтенсивності сигналу (maximum intensity projection — MIP) — зображення, утворене зі всього об'єму пікселів з найвищим коефіцієнтом згасання

3) об'ємні реконструкції 3D (volume rendering — VR) — тривимірна візуалізація судин та інших анатомічних структур

4) віртуальна ангіоскопія — дозволяє оцінити просвіт судини зсередини

Тривимірні техніки презентації даних дозволяють обертати зображення по довільно обраній осі, провести субтракцію (видалення елементів, які прикривають зображення, напр., кості) і оцінку під різними кутами. Це є перевагою в порівнянні з можливостями традиційної артеріографії, при якій для того, щоб отримати кожну проекцію необхідно окремо ввести контраст і виконати серію знімків.

Перевагою ангіо-КТ в порівнянні з ангіо-МРТ є краща просторова роздільна здатність і коротший час обстеження, а в порівнянні з традиційною ангіографією — коротший час і менший ризик обстеження, менший дискомфорт для пацієнта і можливість візуалізувати тканини навколо судини.

Обмеженням ангіо-КТ є труднощі адекватної оцінки ступеня стенозу маленьких артерій при масивному кальцинозі стінки судини.

покази

Візуалізація:

1) легеневих судин

а) діагностика легеневої емболії (розд.I.R.2), вад розвитку, стенозів, аневризм, васкулітів, первинних пухлин та інфільтрації судин легень пухлинами

б) диференціальна діагностика етіології легеневої гіпертензії

в) оцінка легеневих вен перед процедурою абляції

2) коронарних судин — розд. I.B.4.3

3) аорти

а) анатомічні варіанти і вроджені вади дуги аорти (праволежача чи подвійна дуга аорти, коарктація)

б) аневризми аорти — точні виміри і планування процедури імплантації стент-графту, а також моніторинг пацієнтів після таких процедур

в) травма аорти

г) розшарування аорти

д) стеноз аорти

4) периферичних артерій

а) анатомічні варіанти судин, які відходять від аорти

б) оцінка сонних артерій, підключичних, ниркових, мезентеріальних і клубових з детальним аналізом їх перебігу і ступеня стенозу, морфології атеросклеротичної бляшки, аневризм і розшарування

в) обстеження після імплантації судинного стенту з аналізом його прохідності та локалізації

г) аналіз васкуляризації кінцівки, напр., перед створенням діалізної фістули

5) вен

а) анатомічні варіанти венозної системи

б) діагностика венозної тромбоемболії

в) оцінка інфільтрації вен, виявлення пухлинної емболії (напр., при раку нирки)

г) діагностика портальної системи (напр., перед імплантацією TIPS) і судин колатерального кровообігу.

Підготовка пацієнта

Див. розд.I.B.4.3.

Профілактика побічних реакцій на контраст — розд.V.C.

протипокази

Пов'язані з:

1) ризиком появи побічних реакцій на контраст — розд.V.C

2) ризиком шкідливої дії іонізуючого випромінювання — вагітність.

результати

Основними проекціями для оцінки судин є мультиплощинні реконструкції (MPR) і проекції максимальної інтенсивності сигналу (MIP). При тривимірних реконструкціях VR в основному можна побачити потік контрасту в просвіті судини, натомість стінка судини, якщо вона без кальцинозу, не візуалізується. Також не можна оцінити пристіночних тромбів. Натомість, обстеження VR дозволяє досконало побачити хід судини, виявити додаткові судини (напр., ниркові), зміряти кут, під яким відходить судина і встановити топографію судини по відношенню до оточуючих органів. У випадку труднощів при оцінці устя судин може допомогти застосування віртуальної ангіоскопії, яка дозволяє візуалізувати просвіт судини зсередини. Ці проекції найчастіше застосовують при плануванні операцій, проектуванні ендоваскулярних протезів і для оцінки судинного доступу.

При тривимірних реконструкціях VR стеноз судини візуалізується як звуження стовпчика контрасту (рис. I.B.4-27). Картину непрохідності подано на рис. I.B.4-28. Для візуалізації структури стінки і можливих тромбів, а також для оцінки стенозу і виконання точних вимірів необхідно використовувати осьові перерізи, проекції MPR i реконструкції cMPR. При двовимірних проекціях можна оцінити ступінь стенозу і морфологію атеросклеротичної бляшки. За суттєве, для більшості периферичних артерій, вважають звуження >70%. Залежно від величини коефіцієнта згасання можна описати наближений склад атеросклеротичної бляшки: ліпідні бляшки <50 Од.Г, фіброзні бляшки 50–150 Од.Г, кальциновані бляшки >150 Од.Г. Однак, навіть масивний кальциноз стінки судини не свідчить про її суттєвий стеноз. Виразкування бляшки візуалізується як нерівномірний дефект її поверхні.

Пристінкові тромби і емболи візуалізуються як гіподенсивні дефекти контрастування у просвіті судини; часто виникає гіпоперфузія органа або повна обструкція дистального сегмента судини.

Розшарування стінки судини найчастіше виникає в аорті (розд. I.O.1.2.1). Для того, щоб візуалізувати інтрамуральну гематому та відрізнити істинний канал від псевдо каналу, порівнюють зображення до та після введення контрасту (часто у дві фази). Ангіо-КТ може візуалізувати: відшарування стінки (внутрішня мембрана у просвіті судини між істинним та псевдо каналом), ворота та масивність розшарування, поширення на судини, що відходять від аорти, та їх прохідність, а також екстравазальну навколо аортальну кров.

Аневризми: мішковидна аневризма — це сегментарне вип'ячування, а веретеноподібна аневризма — сегментарна дилатація просвіту судини (рис. I.B.4-29). Перевагою ангіо-КТ є візуалізація як просвіту для потоку крові, тромбів, так і стінки аневризми.

Венографія КТ візуалізує стенози і непрохідність вен, а також тромби у їх просвіті. Завдяки відносно рівномірному розчиненню контрасту в крові після в/в введення — це найкращий метод візуалізації судин колатерального кровообігу.

Одночасну венографію вен нижніх кінцівок і ангіографію легеневих артерій (CT venography and pulmonary angiography — CTVPA) виконують для діагностики венозної тромбоемболії. Спочатку, після введення ~150 мл контрасту з високим вмістом йоду (300 мг/мл), виконують спіральне обстеження легеневих артерій, а потім поперечне сканування товщиною 5–10 мм з інтервалом 4 см від діафрагми до кісточок. Альтернативою може бути постійне сканування, але це передбачає більш високу дозу опромінення. Цей метод характеризується найбільшою чутливістю при виявленні клубово-стегнового тромбозу та тромбів у нижній порожнистій вені і дозволяє одночасно виявити емболію легеневих артерій.

4.2.2.4. Магнітно-резонансна ангіографія (ангіо-МРТ)

англ. magnetic resonance angiography (MRA)

Ангіографія МРТ (ангіо-МРТ) — це термін, який окреслює спеціальні методи магнітно-резонансної томографії для неінвазивної візуалізації судин. Основними методами є:

1) ангіографія часу потоку (time of flight — TOF) — використовують різницю інтенсивності сигналів між нерухомими тканинами і потоком крові

2) фазово-контрастна ангіографія (phase contrast — PC) — використовують явище інтеракції між потоком крові і спеціальним типом магнетичного градієнту.

покази

Див. розд. I.B.4.2.2.3.

протипокази

Див. розд. I.B.4.4.

результати

1. T2-залежні зображення

При рутинному МРТ-обстеженні, внаслідок еха спінів (Т2-залежні зображення), кров у судинах має низький сигнал (темне зображення крові), що дозволяє орієнтовно оцінити топографію та прохідність судин без можливості їх диференціації на артерії та вени.

Потік крові можна ще візуалізувати як темне зображення за допомогою техніки пресатурації, яка полягає на вживанні додаткових електромагнетичних імпульсів з метою насичення протонів тканин поруч з обстежуваною судиною. Виконуючи пресатурацію лише артерій або вен, їх можна відрізнити. Також елімінація сигналу потоку крові полегшує діагностику тромбозу судин.

2. Ангіографія часу потоку (TOF)

На зображеннях, отриманих в результаті градієнтного еха, кров в судинах візуалізована у вигляді світлих ділянок. Коли до обстежуваного об'єкту, після насичення нерухомих тканин киснем, надходить свіжа кров, то виникає емісія сильнішого сигналу (т.зв. залежне від потоку підсилення), що веде до появи зображення світлої крові. Його чітко видно лише в першому або у кількох перших шарах (зрізах); протони потоку крові поступово насичуються під час їх перебування у досліджуваному об'єкті.

Техніка TOF дозволяє одночасно знижувати сигнал нерухомої тканини (фон) і отримувати сильний сигнал від крові, що надходить у досліджуваний шар. Судини можуть бути представлені у будь-якій проекції, як правило, використовують проекцію максимального сигналу. Техніка TOF має ряд недоліків, напр., труднощі при обстеженні великих ділянок та візуалізації повільного потоку крові, генерація тромбами, на Т1-залежних зображеннях, сильного сигналу, який імітує потік крові в судині, а також проблеми з оцінкою турбулентного потоку, який характеризується слабшим сигналом порівняно з ламінарним потоком, що може призвести до помилкового діагнозу стенозу або завищити ступінь звуження.

Метод часу потоку характеризується меншою чутливістю та специфічністю при діагностиці значного стенозу досліджуваних артерій порівняно з фазово-контрастним методом та ангіо-МРТ з контрастним підсиленням.

3. Фазово-контрастна ангіографія (PC)

Метрод PC дозволяє отримати карту потоку, на якій інтенсивність сигналу залежить від швидкості потоку спінів у вибраному напрямку, та надає кількісні дані про швидкість кровоплину. З вихідних зображень, найчастіше за допомогою MIP-презентацій, отримують реконструкції у вибраних просторових проекціях.

Перевагою фазово-контрастної ангіографії є більш сильна супресія нерухомих тканин та отримання зображень судин кращої контрастності, ніж у випадку ангіографії потоку часу. Тривимірний варіант цього методу дозволяє отримати зрізи товщиною 1 мм, що забезпечує високу просторову роздільну здатність. Метод PC, на відміну від TOF, дозволяє відрізнити тромб від крові, що тече по судині, оцінити час потоку та візуалізувати повільний потік крові. Недоліком методу є довший час обстеження.

4. Двовимірні (2D) і тривимірні (3D) зображення

З огляду на тип геометрії аквізиції та реконструкції зображень, методи ангіо-МРТ можна поділити на двовимірні (2D) та тривимірні (3D).

2D ангіографія, виконана з використанням двовимірної геометрії збору даних, суттєво не відрізняється від реєстрації інших зображень МРТ. Основною його перевагою є короткий час аквізиції даних для одного зрізу, що в основному дозволяє обстежити судини грудної клітки та черевної порожнини.

3D-ангіографія (син. об'ємна) відрізняється від 2D-методу застосуванням додаткового градієнта, який кодує фазу вздовж осі зрізу, це дозволяє отримати тонкі зрізи (<1 мм). Через довший час обстеження послідовність еха спінів, у цьому випадку, недоцільна. У ангіо-МРТ знаходять застосування лише різні види послідовності градієнтного еха, при яких час обстеження становить кілька хвилин. Об'ємний метод також характеризується найкращою просторовою роздільною здатністю. Після збору даних, зображення обробляються за алгоритмом, який називається проекцією максимальної інтенсивності сигналу. При цій методиціі точки з максимальною силою сигналу від окремих шарів проектуються на площину — після субтракції можна побачити лише гіперінтенсивні ділянки, які відповідають судинам і реконструйовані у вигляді 3D-зображення. Можна провести оцінку у кінематографічних послідовностях, які дозволяють оцінити швидкість потоку. Якість ангіо-МРТ-зображень, отриманих за допомогою апаратів останнього покоління, дуже висока і дозволяє візуалізувати периферичні, вісцеральні, мозкові та внутрішньочерепні судини.

5. МРТ-ангіографія з контрастним підсиленням (contrast enhancement magnetic resonance angiography — CEMRA)

Обстеження виконують після в/в введення парамагнітного контрасту під час його першого проходження через обстежувану артерію з використанням швидкої тривимірної секвенції градієнтного еха. Найбільш часто вводять хелати гадолінію (Gd-DTPA), що призводить до значного підсилення сигналу на Т1-залежних зображеннях (рис. I.B.4-30).

Проведення CEMRA вимагає апарату МРТ з сильними градієнтами і коротким часом зростання. Сучасні апарати дозволяють виконаим обстеження протягом <30 с, впродовж єдиного апное, що значно зменшує рухові артефакти.

Найновіші ангіо-МРТ-секвенції тобто мультифазна ангіографія (multiphase MRA, time-resolved MRA) з дуже коротким часом аквізиції (3-7 с), дозволяють виконати обстеження декілька разів під час одного апное. Тоді, напр., отримують зображення судин нирок у кількох фазах контрастного підсилення: артеріальній, венозній та паренхіматозній. Для просторової реконструкції вибирають оптимальну артеріальну фазу обстеження, в якій контраст ще не потрапив у вени. В нові MРТ-системи також інстальована програма динамічної ангіо-MРТ після введення контрасту; використання відповідної секвенції дозволяє простежити наповнення артерій контрастом (аналогічно, як при традиційній ангіографії). Ангіо-МРТ коронарних артерій (рис. I.B.4-31) характеризується меншою чутливістю (60% проти 80-90%) виявлення стенозів, ніж мультишарова КТ (розд. I.B.4.3).

Аналіз обстеження базується, як і при КТ, на оцінці вихідних зображень та мультиплощинних просторових реконструкцій. Перевагою CEMRA перед методами TOF та PC є краща лінійна роздільна здатність та коротший час обстеження. Перевагою методу, порівняно із традиційною артеріографією, є неінвазивність та відсутність потреби у введенні йодовмісних контрастних речовин. Перевага над ангіо-КТ полягає в тому, що пацієнт уникає впливу іонізуючого випромінювання, а частота ускладнень після введення парамагнітного контрасту мінімальна; недоліком є трохи гірша просторова роздільна здатність.

6. МРТ-венографія

Аналогічно, як у випадку КТ, можна одночасно отримати зображення емболії легеневої артерії (при ангіо-МРТ) і тромбозу глибоких вен (при МРТ-венографії). Ці обстеження можна проводити вагітним.

4.3. Комп'ютерна томографія серця

англ. computed tomography (CT)

Опис обстеження

Електронно-променева комп'ютерна томографія (КT) (electron beam computed tomography — EBCT) — цей метод КТ був першим застосований для обстеження серця. Характеризується високою роздільною здатністю в часі (50–100 мс) і дозволяє «заморозити» рух серця, але вимагає дорогих і призначених лише для цього обстеження сканерів. EBCT використовують, в основному, для оцінки ступеня кальцифікації коронарних артерій і, в обмеженій мірі, для оцінки роботи серця. Основним недоліком методу є порівняно невелика просторова роздільна здатність і, отже, низькі можливості візуалізації просвіту коронарних артерій. В даний час EBCT використовують щораз менше, головним чином, для наукових цілей.

Мультизрізова КТ, тобто КТ із застосуванням мультирядних детекторів (multislice-CT — MSCT, syn. TK wielorzędowa [multidetector-CT — MDCT]), дозволяє отримати до 640 паралельних зрізів серця за один оберт лампи. В даний час для жіагностики у кардіології використовують два типи томографів:

1) з одним джерелом — оснащені однією лампою-детектором з різною шириною детекторів (64–320 рядів), можуть проводити дослідження серця в спіральному режимі або — якщо ширина детектора дозволяє візуалізувати ціле серце під час одного обертання лампи (камери 256- та 640- зрізові) — в об'ємному режимі

2) з подвійним джерелом — завдяки використанню 2 перпендикулярно розташованих лампа-детектор систем час, необхідний для отримання зображення, є вдвічі меншим, що значно збільшує роздільну здатність апаратів в часі (66–75 мс) та полегшує візуалізацію рухомих коронарних судин та інших анатомічних структур серця. Використання двох джерел з різною енергією (напр., 80 кВ і 120 кВ) дозволяє диференціювати ту саму тканину за коефіцієнтами поглинання.

КТ серця, з метою контрастування судин та порожнин серця, виконують пацієнту в положенні лежачи на спині, після введення канюлі у вену передпліччя, через яку болюсно в/в вводять (4–5 мл/с) 50–130 мл неіонного контрасту з концентрацією йоду ≥350 мг/мл. Під час аквізиції даних пацієнту, зазвичай, потрібно затримати дихання (залежно від класу апарату протягом 1–12 с). Для отримання зображення без артефактів руху використовують синхронізацію сканування із записом ЕКГ. Сканери нового покоління дозволяють отримувати дані без зупинки дихання.

Аквізицію (збір) даних проводять, зазвичай, в 3 етапи:

1) т.зв. нативне сканування (топограма) для окреслення межі обстежуваної ділянки

2) оцінка коефіцієнта кальцифікації коронарних судин (coronary artery calcium – CAC) без введення контрасту (вибірково) — з проспективним записом ЕКГ

3) ангіографія коронарних артерій з візуалізацією структур серця і великих судин після введення контрасту з проспективним або ретроспективним записом ЕКГ, якщо метою обстеження є оцінка функції шлуночків серця.

Після завершення обстеження проводять обробку даних та інтерпретацію результатів за допомогою відповідної комп'ютерної програми.

В останніх томографах з двома джерелами та 320-зрізових томографах можна обстежити серце за <0,5 с (тобто під час одного скорочення). Можливість обстеження всього серця під час 1 обертання лампи навколо пацієнта дозволяє повторити сканування через певні проміжки часу та спостерігати за динамікою потоку контрастної речовини, тобто впровадити четвертий показник КТ — час. Таким чином можна оцінити перфузію міокарда, однак, з огляду на кумуляцію дози випромінювання, КТ не є методом вибору для такої оцінки.

Рисунок 5.