содержание .. 1 2 3 ..
Спиральная компьютерная томография - часть 2
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
1.3. Параметры, влияющие на геометрию болюса
при КТА
Демографические характеристики
В некоторых исследованиях указывается, что вПМУ не зависит от возра!
ста [21-23], веса [21-24], роста [22, 23], конфигурации (поверхности) тела
[22, 23], артериального давления [22], частоты сердечных сокращений [22,
24], пола [21, 22]. На ПМУ также не влияют ни пол, ни возраст обследуемо!
го [21]. В других исследованиях указывается на обратную корреляцию меж!
ду весом тела и ПМУ над аортой [21] или средней плотностью [25], но не да!
но объяснения причин такой корреляции. С большим весом тела обычно
связывают значительный объем внутрисосудистой жидкости, который при!
водит к низкой концентрации йода в крови и соответственно к снижению
ПМУ. В двух исследованиях сообщается о быстром вПМУ у молодых паци!
ентов по сравнению с пациентами старших возрастных групп [24, 26], кото!
рое может быть связано с лучшей сердечной функцией у молодых.
Заболевания
При исследованиях, выполненных на свиньях, с изучением влияния сни!
жения сердечного выброса на контрастирование аорты и печени, показано,
что прогрессивное снижение сердечного выброса вызывает пропорцио!
нально высокий ПМУ и удлинение вПМУ в геометрии аортального болюса
[27]. Это объясняется увеличением времени циркуляции и уменьшением
разбавления контрастного вещества, которые происходят во время сниже!
ния сердечного выброса [27]. Эти результаты были подтверждены в одном
клиническом исследовании, где указывалось, что медленное вПМУ было
у пациентов с легочно!сердечной недостаточностью [26]. Ни в каких других
клинических исследованиях указаний на влияние сердечной функции на гео!
метрию болюса нет. Однако некоторые авторы отмечают, что эта связь
существует, поэтому они исключали пациентов с сердечно!сосудистыми
заболеваниями из своих исследований, посвященных геометрии болюса
контрастного вещества [16, 23, 28].
Объем вводимого контрастного вещества
Исследования на животных при введении различных объемов контраст!
ного вещества, рассчитанных с учетом веса тела (мл/кг), показали, что
больший объем контрастного вещества сдвигает кривую «время-плот!
ность» вверх и вправо. Это отражается в повышении ПМУ и удлинении
вПМУ. Однако такая связь не зависит от скорости инъекции и концентра!
ции йода [29, 30]. Эти результаты подтверждены клиническими исследо!
ваниями, в которых показано, что увеличение объема контрастного веще!
ства (1,5, 2,0 и 2,5 мл/кг) предопределяет пропорциональное увеличение
ПМУ (238, 253 и 270 ед.Н) [28], в этом исследовании вПМУ не анализиро!
валось.
19
Ãëàâà 1
Хотя оптимизация вводимого объема контрастного вещества, по%види%
мому, является фундаментальным параметром для геометрии болюса, так
как это дает предполагаемый ПМУ, большинство исследований выполняет%
ся с использованием фиксированной дозы контрастного вещества [20].
Скорость инъекции
Исследования на животных четко показывают, что увеличение скорости
инъекции вызывает пропорциональное повышение ПМУ и убыстряет вПМУ
со сдвигом кривой «время - плотность» вверх и влево (рис. 4). На эту зави!
симость не влияют ни концентрация йода, ни объем введенного контраст!
ного вещества [29-31]. Клинические исследования подтвердили эти экспе!
риментальные наблюдения. Kim T. et al. [16] установили, что 90 мл контра!
стного вещества, введенного со скоростью 2 мл/с, 3 мл/с, 4 мл/с и 5 мл/с
обусловливали следующие средние значения ПМУ 210 ед.Н, 288 ед.Н,
319 ед.Н и 364 ед.Н и среднее вПМУ 52 с, 37 с, 31 с и 27 с соответственно.
В других исследованиях получены похожие результаты [21, 32].
Установлено, что высокая скорость инъекции приводит к снижению ПМУ
и более медленному вПМУ [33]. Это кажущееся противоречие легко объяс!
нимо: КТ!сканирование начиналось после фиксированной задержки 50 с,
при высокой скорости инъекции вПМУ меньше чем 50 с и динамические ска!
ны выполняются после ПМУ, во время снижения кривой «время - плотность»,
в то время как при низкой скорости инъекции ПМУ успевает наступить.
Рис. 4. Геометрия болюса контрастного вещества в зависимости от скорости его введения
(1, 2, 3 и 5 мл/с). Пик кривой смещается вверх и влево с повышением скорости введения бо!
люса.
20
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
Рис. 5. Сравнение протоколов введения контрастного вещества. Геометрия нормального
однофазного болюса (а) (при достаточной скорости введения, объеме и концентрации йода
в контрастном веществе). Геометрия двухфазного болюса. Контрастное усиление при двух!
фазном протоколе (b) более однородное и более продолжительное, чем при однофазном.
(Адаптировано из F. Cademartini et al. [20]).
Некоторые исследователи изучали мультифазные протоколы, в которых
скорость инъекции снижалась во время введения контрастного вещества
[25, 34, 35, 51, 55]. Болюс с постоянными объемом, скоростью и концентра!
цией йода обычно характеризует кривую контрастного усиления, поднима!
ющуюся к концу введения вещества, после чего снижение контрастирова!
ния приводит к фазе равновесия. Цель мультифазной методики как раз
и заключается в том, чтобы добиться плато усиления во время сканирова%
ния. Высокая скорость инъекции в начале сканирования и низкая скорость
во второй части болюса обеспечивают кривую, более похожую на «опти!
мальную» геометрию болюса с плато усиления (рис. 5). Из!за такого ком!
плексного подхода мультифазные протоколы не используются в рутинной
клинической практике.
Концентрация йода
Исследования на животных показывают, что высокая концентрация йода
вызывает пропорционально высокий ПМУ (рис. 6). Как и следует ожидать,
на вПМУ это не сказывается [30, 36]. При различной концентрации йода,
но при постоянных скорости введения и объеме контрастного вещества
длительность инъекции остается неизменной, а вПМУ остается той же.
Концентрация 300 мгI/мл обычно достаточна для получения изображе%
ния сосудов, и ее можно уменьшить до 150-240 мгI/мл при исследовании
грудной аорты или легочных артерий, когда необходимо выявить и оценить
нежную структуру надрыва интимы или внутрипросветного тромба. Объем
21
Ãëàâà 1
Рис. 6. Взаимоотношение концентрации йода и геометрии болюса: увеличение концентра!
ции йода (a < b < c) вызывает повышение ПМУ, но не оказывает влияния на вПМУ. (Адапти!
ровано из F. Cademartini et al. [20]).
контрастного вещества в мл = скорости инъекции (мл/с) х длительность
сканирования (с) [19].
Преследователь болюса
Абсолютной предпосылкой для КТА при выполнении спиральной КТ яв!
ляется наличие автоматического инъектора, которым вводится 100-150 мл
и более контрастного вещества [37]. Если вслед за контрастным вещест!
вом вводится болюс солевого раствора, то эффективность использования
контрастного вещества улучшается (рис. 7).
Солевой раствор, который вводят в инъекционную систему после введе!
ния основного болюса контрастного вещества, получил название «пресле!
дователь болюса». Обычно такая методика используется для инъекции га!
долиния при МРТ или внутривенной ДСА. Некоторые авторы отмечают пре!
имущества этой методики для болюсного контрастного усиления при КТ
[18, 38, 39]. Преследователь болюса может быть введен при использовании
параллельного инъектора [38] или при соединении двух линий, с контраст!
ным веществом и солевым раствором, в одном инъекторе [18, 39].
В двух клинических исследованиях сравнили введение болюса контраст!
ного вещества с применением преследователя болюса, когда объем кон!
трастного вещества был меньшим при инъекционном режиме с использо!
ванием преследователя болюса. При использовании меньшего количества
контрастного вещества в сочетании с преследователем болюса ПМУ был
таким же, как и при использовании только лишь большого количества кон%
трастного вещества: в одном исследовании плотность (не ПМУ) в восходя!
щей аорте при введении 60 мл контрастного вещества в сочетании с 30 мл
22
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
Рис. 7. Влияние преследователя болюса на основные характеристики геометрии болюса.
(Адаптировано из F. Cademartini et al. [20]). Геометрия нормального болюса (а) и геометрия
болюса при использовании преследователя болюса (b). На фазе подъема кривые почти оди!
наковые. Однако преследователь болюса повышает усиление даже после завершения вве!
дения контрастного вещества, что проявляется в большем пике максимального усиления
(ПМУ) и более медленном вПМУ при одинаковой скорости введения контрастного вещества.
Преимущество такой методики заключается в том, что артериальное усиление на должном
уровне остается более продолжительное время, чем при методике без использования пре!
следователя болюса.
солевого раствора была такой же, как и при введении 75 мл контрастного
вещества (240 ед.Н в обоих случаях) [38]. В другом исследовании почти
одинаковая плотность (не ПМУ) в восходящей аорте наблюдалась при вве!
дении 75 мл контрастного вещества в сочетании с 50 мл преследователя
болюса и 125 мл только одного контрастного вещества (254 ед.Н против
225 ед.Н) [39]. В обоих случаях информации о вПМУ не было.
Результаты, полученные при применении преследователя болюса, поз!
воляют говорить об уменьшении (на 20-40%) использования необходимых
для КТА объемов контрастных веществ при обеспечении значимого контра!
стного усиления артерий. Например, средних значений ПМУ 358 ед.Н мож!
но достичь при болюсном введении 40 мл контрастного вещества с концен!
трацией йода 300 мг/мл в сочетании с немедленным последующим введе!
нием 40 мл солевого преследователя болюса через переднекубитальную
вену со скоростью 10 мл/с [18].
Солевой преследователь «проталкивает» введенное контрастное веще!
ство через вены предплечья, что позволяет получить такое же контрастиро!
вание, как и при введении большого объема контрастного вещества. На%
блюдается увеличение ПМУ и вПМУ при добавлении солевого преследова%
теля болюса [40]. Однако при добавлении солевого раствора в болюс кон%
трастного вещества изменения этих параметров не происходит. Солевой
преследователь болюса предотвращает уменьшение потока контрастного
23
Ãëàâà 1
вещества в венах руки, который в обычных условиях обусловливает повы!
шение концентрации контрастного вещества после завершения его введе!
ния. К тому же меньшее общее количество контрастного вещества являет!
ся основой снижения перивенозных артефактов [38, 39].
Использование двух инъекторов (для контрастного вещества и солевого
раствора) позволяет при исследовании грудной полости на 20% уменьшить
объем вводимого контрастного вещества (до 60 мл), сохранив степень кон%
трастного усиления. При этом достоверно уменьшается число артефактов
от верхней полой вены [38].
Irie et al. [41] также использовали два автоматических инъектора, а кон!
трастное вещество вводили со скоростью 2 мл/с по 5 протоколам: 75 мл
контрастного вещества (иоверсол 320), 75 мл контрастного вещества
плюс 6 мл солевого раствора, 75 мл контрастного вещества плюс 12 мл
солевого раствора, 75 мл контрастного вещества плюс 25 мл солевого
раствора, 75 мл контрастного вещества плюс 50 мл солевого раствора.
Измеряли плотность с 30!й по 55!ю секунду от начала инъекции. Время
пика плотности в аорте было 42,6, 45,2, 48,6, 48,4 и 48,3 секунды. Выявле!
ны статистически достоверные различия между 1!й и 2!й группами и меж!
ду 2!й и 3!й группами. Различий между 3!й, 4!й и 5!й группами не было.
Вывод: введение солевого раствора удлиняет время пика контрастного
усиления аорты на 6 секунд и позволяет сэкономить 12 мл контрастного
вещества.
Влияние приема пищи
Sheafor et al. [17] изучили различия контрастирования аорты и печени до
и после приема жидкой пищи. Они отметили, что увеличение потока крови
по верхней брыжеечной артерии и ее объема после приема пищи будет
влиять на характер контрастирования печени [42-44]. Это должно было вы!
разиться в низком ПМУ и быстром вПМУ при оценке контрастирования аор!
ты, обусловленного увеличенным сердечным выбросом. Тем не менее ни!
каких различий в контрастировании аорты и паренхимы печени до и после
приема пищи выявлено не было [17].
Упражнения рукой во время прохождения болюса
Nakayama M et al. [45] утверждают, что когда пациент сжимает кистью ру!
ки, в которую осуществлялась инъекция, резиновый мячик, это вызывает
снижение перивенозных артефактов в верхних отделах грудной клетки при
таком же качестве изображения и обеспечивает такое же контрастирование
аорты при меньшем контрастировании вен. Однако скорость инъекции у па!
циентов была различной (при постоянном общем времени введения кон!
трастного вещества), что не позволило точно оценить влияние протокола
инъекции на артериальное контрастирование [20]. Уменьшение числа и ин!
тенсивности перивенозных артефактов подтвердило предположение, что
выполняемые кистью упражнения сравнимы с использованием солевого
преследователя болюса, введение которого направлено на преодоление
24
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
повышенного мышечного тонуса, приводящего к стазу контрастного веще!
ства в венах руки после завершения его инъекции [20].
Место инъекции
Как правило, при КТА контрастное вещество вводят в переднекубиталь!
ную вену и вену предплечья. Переднекубитальную вену легко найти в пе!
редних отделах локтевого сгиба - она дренируется непосредственно в глу!
бокие вены руки (базилярная вена). Второй путь - вена предплечья, кото!
рая является частью поверхностного венозного сплетения предплечья
и дренируется непосредственно в глубокую венозную систему предплечья
и соответственно в глубокую венозную систему локтевого сустава или
в подключичную вену через вену цефалика [20].
Контрастное вещество обычно вводят через переднюю локтевую вену
[18, 25, 32, 46] или же используют этот доступ у большинства пациентов
[21]. Имеются также данные, что использовались любые другие доступы
[47]. Исследования, свидетельствующие о том, что переднелоктевой до!
ступ имеет преимущества перед введением через вены предплечья при
оценке геометрии доступа отсутствуют [20].
При медленном введении контрастного вещества в переднелоктевую ве!
ну оно подвергается выраженному процессу разведения, когда проходит
через правое сердце и легкие, перед тем как достичь интересуемого орга!
на через питающую его артерию. Степень контрастности, которая обуслов!
лена содержанием йода в контрастном веществе, уменьшается. Поэтому
контрастное вещество с большей концентрацией йода предпочтительнее,
а его объем может быть уменьшен. Артефакты, вызванные максимальной
плотностью контрастирования плечеголовных вен и верхней полой вены
при введении контрастного вещества в переднюю кубитальную вену со ско!
ростью 2,5-3 мл/с, наблюдаются довольно редко [48].
Herts et al. [49] установили, что различий контрастирования, зависящих
от способа введения контрастного вещества (через центральный или пери!
ферический катетер), нет. Если необходимо выполнить исследования при
плохих венах, а периферический доступ применить нельзя, можно исполь!
зовать и центральный доступ. Для уменьшения дискомфорта пациента ве!
непункцию следует выполнять только дважды, второй раз - более опытным
специалистом.
Предсказание геометрии болюса,
демографическая характеристика пациента
Puskas et al. [22] предложили алгоритм (t = N × 60 × 1/f), где: N = длитель!
ность 12 сердечных сокращений; t = вПМУ; f = частота сердечных сокраще!
ний) для предсказания времени венозно!артериальной циркуляции (вПМУ)
для сосудов головного мозга. Они сравнили результаты фактического
вПМУ и вПМУ с тестом!болюсом (20 мл контрастного вещества, 5 мл/с).
Однако корреляции между рассчитанным вПМУ и фактическим вПМУ не бы!
25
Ãëàâà 1
ло. В исследовании Nakajima et al. [26] показаны плохие результаты (плохое
качество изображения в 31% случаев), когда использовался этот алгоритм
расчета задержки начала инъекции.
Тест*болюс
При использовании техники теста!болюса зона интереса выбирается
внутри просвета артерии, близко к области, которая будет обследоваться.
Малым количеством контрастного вещества - 10-15 м, с той же скоростью,
с какой планируется вводить основной болюс, с заданным временным ин%
тервалом выполняется низкодозное динамическое сканирование. Когда
контрастное вещество достигает зоны интереса над тестируемой артери!
ей, оценивается геометрия теста%болюса [20].
Для оценки времени задержки при КТА сравнивали методику теста!бо!
люса с фиксированной задержкой. Van Hoe et al. [24] считают, что тест!бо!
люс улучшает выбор времени для проведения КТА. Они вводили тест!болюс
(12 мл контрастного вещества) и диагностический болюс (90 мл контраст!
ного вещества). Временной интервал между стартом теста!болюса и пиком
усиления аорты (Т!пик) был измерен и сравнен со временем, требуемым
для достижения 50, 100 и 150 ед.Н уровня контрастного усиления аорты по!
сле введения болюса 90 мл контрастного вещества. Было установлено, что
это время очень вариабельно (стандартное отклонение - ± 4,9 секунд).
Т!пик варьирует от 11 до 32 секунд (20 ± 6 секунд). Имеется сильная корре!
ляция между Т!пиком и временем различного уровня усиления в период
введения болюса 90 мл контрастного вещества (R2 ≥ 0,83).
При использовании теста!болюса улучшается качество изображения
[26]. Он помогает определить время индивидуальной задержки [24, 50].
Platt J.F. et al. [21] считают, что тестовая инъекция контрастного вещест%
ва не позволяет точно предсказать фактическое пиковое значение усиле%
ния аорты или время его наступления. Задержка времени тестовой инъек!
ции существенно коррелировала со временем достижения порога усиле!
ния аорты (150-200 ед.Н). Скорость 4 мл/с обеспечивала наибольший пик
контрастирования аорты 320 ± 58 ед.Н по сравнению с 281 ± 49 ед.Н при
3 мл/с (р < 0,01). При 4 мл/с наибольшее усиление аорты наблюдалось
между 24-45!й секундами, а при скорости 3 мл/с наилучшее усиление аор!
ты - между 54-60!й секундами.
Hittmair et al. [51] использовали двухфазный инъекционный протокол,
основанный на предсказании контрастирования на основе математичес!
ких расчетов. Отклонения наблюдаемого контрастирования от предсказы!
ваемой интенсивности контрастирования были большими, а рассчитанная
задержка основного болюса была дольше у тех пациентов, у кого был ис!
пользован периферический доступ. Возможно, это связано с тем, что не!
большое количество контрастного вещества оставалось в периферичес!
кой венозной системе и не использовалось при расчете геометрии теста!
болюса. Рассчитанная скорость инъекции была систематически выше, чем
необходимая. Артериальное усиление при КТА можно предсказать мате%
26
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
матически и контролировать более точно, если используется доступ через
центральную вену. Автоматическое введение болюса солевого раствора
должна улучшить точность математического моделирования при перифе!
рическом введении контрастного вещества [51].
Одна из методик тест%болюса следующая. Выполняется серия 5!мм сре!
зов на уровне сосудов в зоне интереса при введении 10-15 мл контрастно!
го вещества с такой же скоростью, как и в финальную часть исследова!
ния, - фактически динамическая КТ без смещения стола. Вначале програм!
мируется 8!секундная задержка, а затем осуществляется сканирование
каждые 3 секунды (например, с 2!секундным интервалом между сканами).
Такое сканирование длится 30-40 секунд. При этом используется протокол
с низкими значениями кВ и мА, чтобы минимизировать дозу, получаемую
пациентом, и уменьшить нагрев трубки. Используя зону интереса, кривую
«время - плотность» над контрастированной аортой можно на глаз выбрать
скан, на котором плотность ее просвета максимальная.
Определяемое время задержки будет равно 8 секунд плюс время дости%
жения этого максимального контрастирования [37]. Некоторые авторы ре!
комендуют добавить 3-5 секунд, что позволяет использовать для финаль!
ной части исследования большие объемы контрастного вещества [52].
По мнению Cademartiri F. et al. [20], время между стартом тест%болюса и ус%
тановленной точкой на кривой «время - плотность» и будет искомым вре%
менем задержки для начала инъекции основного болюса.
Platt et al. [21] пришли к выводу, что тестовый болюс позволяет добиться
лучшей корреляции с временем достижения специфического порога уси%
ления аорты, чем с временем достижения пика усиления аорты. При этом
быстрое введение контрастного вещества позволяет достичь большего со!
судистого усиления.
Использование тест!болюса для оценки времени венозно!артериальной
циркуляции (вПМУ) при изучении сосудов головного мозга позволило до!
биться корректного выбора времени у всех пациентов [22]. Тест!болюс
предполагает взаимосвязь между геометрией теста и основного болюса.
Однако в двух исследованиях не выявлено корреляции между вПМУ тест!
болюса и вПМУ основного болюса [21, 24], хотя Kaatee et al. [46] умеренную
корреляцию установили. Cильная корреляционная связь выявлена между
вПМУ тест!болюса и временем достижения заданного порога плотности
50 ед. Н (Т50) [24], 100 ед.Н (T100) [24], 150 ед.Н (T150) [21, 24] и 200 ед.Н
(T200) [21].
Эти данные подтверждают гипотезу, что тест%болюс имеет другую гео%
метрию, нежели основной болюс, что связано с недостаточной силой, с ко%
торой вводится тест%болюс в венозную систему. Другими словами, тест!
болюс остается в венозной системе после инъекции, если вслед ему
не «послать» инъекцию солевого раствора (преследователь болюса) или не
ввести дополнительного объема контрастного вещества (основной болюс).
Можно полагать, что доступ через вены предплечья уступает передне!
кубитальному при оценке тестового и основного болюса [20].
27
Ãëàâà 1
Прослеживание болюса (болюс*трек)
Болюс%трек, или болюс%тригеринг (запуск болюса), не требует инъекции
тест!болюса контрастного вещества, при этом необходимо лишь монито!
рирование притока контрастного вещества в заданную зону интереса [37].
При использовании техники болюс!трека устанавливается зона интереса
(ROI) внутри просвета артерии близко к той области, которая будет иссле!
доваться. Стартовое значение плотности (порог плотности), которое запус!
тит начало сканирования, выбирается перед КТА!исследованием. На одном
уровне выполняется низкодозное динамическое сканирование для опреде!
ления временного интервала, во время которого будет вводиться контраст!
ное вещество. Когда контрастное вещество достигает уровня зоны интере!
са (ROI), происходит изменение плотности. КТ!сканирование начинается
после превышения заданного пускового порогового уровня плотности [20].
Параметры, играющие важную роль при использовании техники болюс!
трека, это транзиторная задержка (ТЗ) и межскановая задержка (МЗ).
Транзиторная задержка - это задержка между временем, когда достига!
ется уровень пороговой плотности и стартом реального КТА!сканирования.
Различные значения транзиторной задержки колеблются от 5 до 15 секунд
[40, 47, 53, 54]. В некоторых случаях время частично зависит от перемеще!
ния стола, особенно когда динамическое сканирование выполняется на
уровне, отличающемся от позиции основного скана [47, 53].
Межскановая задержка - время между последовательными динамичес!
кими сканами. Сообщается о межскановой задержке от 0,33 секунды до
60 секунд [40, 47, 53, 54].
Эти два параметра (транзиторная и межскановая задержки) влияют на
время старта при КТА!сканировании. При межскановой задержке 6 секунд
КТА!сканирование надо начинать, вероятно, позже, чем при межскановой
задержке, равной 1 секунде. При значительной межскановой задержке
нельзя избежать венозного компонента усиления, а при короткой межска%
новой задержке такие же проблемы возникают при слишком большой тран%
зиторной задержке.
Новые сканеры имеют транзиторную задержку, равную 4 секундам, да!
же если мониторные сканы были выполнены не на том же уровне, что
и уровень старта. Этих 4 секунд вполне достаточно, чтобы дать пациенту
команду относительно задержки дыхания, если областью сканирования
является грудная или брюшная полость. Пороговая плотность должна быть
на 100-150 ед.Н выше базисного уровня плотности в зоне интереса.
При соблюдении этих условий после первого мониторируемого среза со
значением плотности, равным или превышающим 100-150 ед.Н, запуска!
ется процесс сканирования. После 4 секунд от начала старта плотность,
которая обычно достигается в артериальных сосудах, превышает 250 ед.Н
(абсолютное значение) [20].
Успехи методики болюс!трека обусловлены двумя факторами. Болюс%
трек обеспечивает лучший подбор времени КТ%сканирования в отношении
28
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
кривой «время - плотность» и позволяет использовать меньшее количест%
во контрастного вещества с большей скоростью [20].
В исследовании Kopka L. [53] результаты при использовании болюс!тре!
ка были сравнены с результатами при сканировании с фиксированной за!
держкой (20 секунд). В группе с фиксированной задержкой КТ!сканирова!
ние начиналось перед артериальной фазой контрастного усиления аорты
(не ПМУ), которое определялось как усиление на 10 ед.Н паренхимы селе!
зенки у 17% пациентов, в то время как при болюс!треке сканирование начи!
налось перед артериальной фазой у всех пациентов.
В другом исследовании 548 пациентов подверглись КТ!сканированию
грудной и брюшной полостей с техникой болюс!трека. Сканирование начи!
налось, когда пороговое значение плотности наблюдалось над аортой или
стволом легочной артерии (средний объем болюса 75 мл контрастного ве!
щества). В 48 случаях были погрешности исследования, в 25 случаях не до!
стигнут пороговый уровень 100 ед.Н, или отмечено незначительное усиле!
ние плотности после 80 секунд (n = 8), или проблемы с компьютером приве!
ли к сбою и прерыванию исследования (n = 15) [23].
Когда пороговый уровень не достигается, старт все же возможно осуще!
ствить вручную. Хотя в этих случаях трудно получить КТА высокого качества,
так как оно происходит при позднем старте сканирования и уменьшенном
количестве контрастного вещества в сосудах [20].
Математическое моделирование
Fleishmann et al. [55] для анализа и оптимизации индивидуального арте!
риального усиления при КТА применили математический алгоритм и пришли
к выводу, что анализ Фурье, проводимый для оценки графика «время - плот!
ность» по тестовому болюсу, является простым и надежным подходом для
оптимизации артериального усиления при КТА. Они рассматривают пациен!
та как комплекс систем и описывают как черный ящик, который можно ана!
лизировать на входе и выходе системы. Передаточная функция системы мо!
жет быть вычислена отношением артериального ответа «время - плотность»
(выход) к тестовому болюсу (вход). Используя эту функцию, можно рассчи!
тать протокол болюса, что позволяет достичь «идеального» артериального
усиления. «Идеальный» болюсный протокол приближен к практически ис!
пользуемому оптимизированному двухфазному инъекционному протоколу.
Вход составляют параметры тест!болюсной инъекции (объем и ско!
рость), соответствующий ответ «время!плотность», ожидаемая продолжи!
тельность КТА и уровень желательного контрастного усиления.
Выход является двухфазным настроенным протоколом (скорость инъек!
ции, объем и задержка) для введения болюса.
По сравнению с однофазным протоколом введения контрастного веще!
ства (4 мл/с) с задержкой, основанной на вПМУ тест!болюса, компьютери!
зированный двухфазный инъекционный протокол, основанный на ответе
«время - плотность» на тест!болюс, характеризуется существенно мень!
шим отклонением плато с более однородным контрастным усилением [25].
29
Ãëàâà 1
Bae et al. [31, 34, 35] разработали фармакокинетическую модель, кото!
рая основана на данных о габитусе тела пациента - вес, пол, рост, а также
параметрах, влияющих на геометрию болюса (сердечный выброс и объем
циркулирующей крови). Расчеты позволяли оценить ожидаемое распреде!
ление контрастного вещества внутри системы. Они рассчитали кривую
«время - плотность» для получения протокола введения контрастного ве!
щества и выявили близкие значения моделированной и получаемой кривых
контрастного усиления при обследовании пациентов (различия в контрас!
тировании аорты составили 7,4%).
И все же чему отдать предпочтение - подбору индивидуальной задержки
сканирования или использованию программного обеспечения сканеров?
M. Prokop, J.F. Debatin [37] считают, что поскольку время прохождения кон!
трастного вещества от места внутривенной инъекции до сосудов в зоне ин!
тереса очень индивидуально, задержка сканирования между стартом инъек!
ции контрастного вещества и началом КТ!исследования должна устанавли!
ваться индивидуально. Sheiman et al. [56] обследовали 48 пациентов, из них
26 человек с нормальной сердечной функцией (что было установлено тера!
певтом) составили 1!ю группу; у них применялась стандартная задержка
сканирования 20-22 секунды, у 22 пациентов задержку подбирали по про!
грамме SmartPrepSystem (GE). Для всех пациентов плотность аорты измеря!
лась на трех различных анатомических уровнях. Низший порог контрастиро%
вания 160 ед.Н был признан оптимальным. В обеих группах сравнивали
плотность выше этого порога (>160 ед.Н), а также среднюю плотность и из!
менение плотности для каждого уровня аорты в абдоминальном отделе. Бы!
ли получены следующие результаты: плотность выше 160 ед.Н в 1!й группе
отмечена в 74%, во второй - в 88% (192 ед.Н ± 8 ед.Н и 199 ед.Н ± 10 ед.Н со!
ответственно). Sheiman et al. [56] сделали следующий вывод: у пациентов
с нормальной сердечной деятельностью расчет времени задержки для КТА
брюшной полости, требующий дополнительных внутривенного введения
контрастного вещества, времени и сканирования (а значит, и облучения),
не улучшает степени или однородности контрастного усиления аорты
в сравнении с теми показателями, которые получают при стандартной эмпи%
рически подобранной задержке сканирования после введения контрастно%
го вещества. Этот вывод нам кажется весьма важным для практического
применения на томографах с любым программным обеспечением.
Трехмерные реконструкции являются основой для интеграции алго!
ритма проекций максимальной интенсивности как ангиографической мето!
дики при КТ. Протокол «проекций максимальной интенсивности» был раз!
работан Stanford University Medical Center и стал рассматриваться как новый
метод КТ!диагностики заболеваний артерий [57].
При трехмерной реконструкции данных КТА основное внимание фокуси!
руется на MIP (проекции максимальной интенсивности), поскольку они поз!
воляют получить трехмерную ангиограмму, напоминающую обычные суб!
тракционные ангиограммы. В отличие от МРА, когда имеется высокий кон!
траст между просветными (яркими) и внепросветными (темными) спинами,
30
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
при КТА необходимо, используя специальные программы, устранять из
MIP!данных изображение костных структур, что усложняет и удлиняет про!
цедуру построения трехмерного изображения. SSD (изображение оттенен!
ных поверхностей) представляет собой трехмерную реконструкцию по!
верхности сосудистых структур и может быть полезно при построении ком!
плексных анатомических структур [58].
Наконец, из данных КТА при помощи специальных алгоритмов можно по!
лучить изображения ангиоскопических изображений (виртуальная эндо!
скопия) [59, 60].
Доза, получаемая при КТ!ангиографии, сравнима с той, что получают
при ДСА, но она может быть даже меньшей. Например, эффективная доза
при почечной ангиографии, как отмечают R. Ruiz!Cruces et al. [61], равна
10,29 мЗв, а эффективная доза КТ!ангиографии почечных артерий состав!
ляет 3,8 мЗв (при 300 мАс, 3!мм коллимации, при питче 1 и 30 ротациях)
[19]. Если используется нативное сканирование для оценки локализации
сосудов, это увеличивает эффективную дозу, но она все равно меньше, чем
при ДСА [62].
КТА на томографах с одним рядом детекторов
Возможности КТА на томографах с одним рядом детекторов ограниче!
ны - из!за меньшей теплоемкости трубки, а соответственно и длительного
времени вращения трубки, высокое разрешение по оси Z в сочетании
с длительным покрытием невозможно. Увеличение покрываемого объема
возможно за счет увеличения скорости стола в течение одного вращения
(питч), который соответственно приводит к снижению профиля чувстви!
тельности и снижению пространственного разрешения. Для увеличения по%
крытия увеличение питча предпочтительнее, чем расширение коллимиро%
ванного рентгеновского пучка, поскольку ухудшение качества изображения
из%за увеличения питча легко нивелируется возможностью использования
тонких коллимированных пучков [63].
Продолжительное сканирование является проблемой для КТА грудной
и брюшной полостей, так как для получения качественного изображения
необходима задержка дыхания. Длительное сканирование приводит к появ!
лению существенного усиления плотности вен, которое может осложнить
интерпретацию и постпроцессорную обработку данных. Наконец, для дли!
тельного сканирования необходима продолжительная инъекция контраст!
ного вещества с более низкой скоростью инъекции.
Протокол КТА на томографах с одним рядом детекторов должен вклю!
чать в себя [20]:
1) оценку протяженности объемного сканирования (покрытие);
2) оценку максимально возможного времени сканирования, требуемых
кВ и мА и способности пациента задержать дыхание на время сканирования;
3) расчет скорости стола (движение стола в секунду) и шага стола за од!
ну ротацию гентри (скорость/время ротации) для самого быстрого време!
ни ротации;
31
Ãëàâà 1
4) установку наименьшей коллимации, позволяющей добиться питча
(скорость/коллимация) <2;
5) время сканирования и знание времени введения болюса, которые оп!
ределяют скорость инъекции и объем контрастного вещества.
КТА на мультидетекторных томографах
КТА на мультидетекторных томографах имеет меньше ограничений. Да!
же без увеличения теплоемкости трубки и увеличения максимального вре!
мени сканирования, возможно существенно увеличить эффективность ра!
боты аппарата, благодаря увеличению времени ротации и числа детекто!
ров. Кроме того, увеличение питча не приводит к ухудшению (расширению)
профиля чувствительности среза (вплоть до питча, равного 8), поскольку
применяется определенный алгоритм реконструкции, работа которого ис!
пользуется для уменьшения времени сканирования и количества контраст!
ного материала или для увеличения разрешающей способности по оси Z.
Протокол введения контрастного вещества должен включать в себя [20]:
1) оценку протяженности сканируемого объема (покрытия);
2) определение необходимости пространственного разрешения по оси
Z (коллимация детекторов 0,5, 1,0, 2,5 мм). Мелкие артерии, такие как це!
ребральные, почечные или коронарные, необходимо исследовать с колли!
мацией 0,5-1,0 мм. Крупные артерии, такие как аорта, сонные, легочная,
подвздошные и бедренные артерии - с коллимацией 1,0-2,5 мм;
3) оценку максимального времени сканирования при выполнении тора!
кальной или абдоминальной КТА, основываясь на способности пациента
к задержке дыхания;
4) основываясь на объеме сканирования, коллимации, времени скани!
рования, можно рассчитать питч (питч = объем сканирования/(время скани!
рования х время ротации х число детекторов х коллимация).
5) Время сканирования и знание времени введения болюса определяют
скорость инъекции и объем контрастного вещества.
Для КТ%ангиографии, которая на современных МДКТ выполняется очень
быстро, плотность контрастирования сосудов, насколько это возможно,
должна быть наибольшей и поддерживаться на протяжения сканирования
для визуализации даже наименьших артерий на периферии. Поскольку
время сканирования при МДКТ становится короче, чем время циркуляции
крови, многофазные протоколы больше не требуются [64]. Идеальной для
КТА следует считать скорость подачи йода в кровеносное русло, равную
1,5 г/с и более. Концентрация йода более 300 мг/мл в большинстве рентге!
ноконтрастных веществ достаточна для КТА [65]. Например, иодиксанол
320, подогретый до температуры тела и введенный с высокой скоростью
(4 или 5 мл/с), обеспечивает хорошее усиление сосудов [66].
Сравнение МРА и КТА
Преимущества МРА над КТА. Обе методики основаны на внутривен!
ном введении контрастного вещества, но парамагнетики, используемые
32
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
при МРА, существенно безопаснее, чем йодистые контрастные вещества,
используемые при КТА. Контрастные вещества на основе гадолиния не
являются нефротоксичными, что важно для пациентов с почечной недо!
статочностью. Более того, побочные реакции выявляются с меньшей час!
тотой [37].
Изображения сосудистых структур реконструируются из 3D!данных
в обоих случаях, однако процесс реконструкции сосудов менее сложен при
МРА, чем при КТА. При 3D МРА имеется сигнал только от артериальных со!
судов, а сигналы от окружающих структур отсутствуют. Кости и кальций ос!
таются темными. А при КТА из изображения необходимо удалять изображе!
ние костей и кальция, которые могут скрывать изображение сосудов. Из 3D
МРА сосуды можно реконструировать менее чем за 30 секунд [37].
В отличие от КТ МРТ!изображения получают без использования ионизи!
рующего излучения. Это важное достоинство при обследовании молодых
пациентов. При КТА во время обследования грудной полости (молочные
железы у женщин) и таза радиационная доза может быть существенной.
К тому же при МРА можно получить изображения сосудов в различных пло!
скостях, например коронарной и сагиттальной, что облегчает изучение ана!
томии сосудов.
Сверхбыстрая последовательность 3D МРА, в которой используется 3D!
преобразование Фурье, позволяет селективно отражать только контраст!
ные центральные k -линии, что существенно улучшает временное разреше!
ние и позволяет производить сбор данных для различных 3D!пакетов каж!
дые 5-10 секунд [37].
Преимущества КТА над МРА. КТА основана на изображениях, получен!
ных при спиральной КТ с контрастным усилением. При этом не использует!
ся методика подавления изображения мягких тканей. На КТА!сканах отра!
жаются все окружающие структуры, с диагностической целью можно изу!
чить мягкие ткани без проведения дополнительного исследования [37].
Время МРА!исследования во многих случаях существенно превышает
время КТА. При этом часто многие программы получения изображения со!
судов при МРА комбинируются для получения оптимального результата.
Наконец, время исследования при КТА меньше влияет на пространственное
разрешение, чем при МРА.
В противоположность МРА, при КТА возможно различать кальциниро!
ванные и некальцинированные атеросклеротические бляшки, что предо!
ставляет важную информацию для проведения эндоваскулярных процедур.
Используя MIP, можно оценить протяженность кальцинатов в сосудах.
КТА и Gd%МРА являются методиками с использованием контрастного
усиления. Для достижения результата важно получение болюса в нужное
время в нужном месте. КТА имеет преимущества за счет использования
технологии тригеринга (запуска) болюса (когда плотность в зоне интереса
превышает заданное пороговое значение - начинается сканирование) [37].
КТА - доступная и легко выполнимая методика. Стандартизованные про%
токолы минимизируют вероятность ошибки исследования.
33
Ãëàâà 1
Хотя для КТА и используются большие дозы йодистых контрастных ве!
ществ, они все же дешевле, чем контрастные вещества для МРТ, особенно
если используются двойные и тройные дозы (что не рекомендуется в по!
следнее время).
Проведение КТА более удобно для пациентов, особенно в тяжелом со%
стоянии, например при подозрении на тромбоэмболию легочной артерии,
расслоение аорты и разрыв аневризмы [37]. При наличии возможности вы!
полнить МРА и КТА, при подозрении на разрыв аорты, расслоение аорты
или субарахноидальное кровотечение, при наличии стентов и металличес!
ких протезов первоначальным исследованием должна быть КТА, в осталь!
ных случаях - в зависимости от предпочтений исследователей [37].
КТ*артериальная портография
КТ!артериальная портография была впервые описана в 1980 г. Hisa et al.
[67] и стала очень популярной методикой обследования [68-71]. Несмотря
на внедрение МРТ с органоспецифическими контрастными средствами
и спиральной КТ, КТ!артериальная портография остается альтернативным
методом обследования печени, особенно у пациентов, которым планирует!
ся частичная резекция органа [72-75].
КТ!артериальная портография основана на портальном усилении пече!
ни после инъекции йодистых контрастных веществ в верхнюю брыжеечную
или селезеночную артерию. Основная идея применения КТ!артериальной
портографии в том, что более 70% крови поступает в печень через ворот!
ную вену и менее 30% - через печеночную артерию. Поскольку, по сущест!
ву, все контрастные вещества, введенные в организм, поступают в печень
через воротную вену, наступает усиление непораженной печеночной па!
ренхимы. Большинство печеночных опухолей не имеет кровоснабжения из
воротной вены, поэтому они меньше контрастируются по сравнению с ок!
ружающей печеночной паренхимой. Градиент «паренхима печени - опу!
холь» будет максимальным при КТ!артериальной портографии по сравне!
нию с КТ!изображениями, полученными при внутривенном введении йоди!
стых контрастных веществ, и это позволяет выявлять образования с незна!
чительным градиентом плотности с паренхимой [76, 77].
В большинстве институтов для оценки печеночного кровоснабжения
и оценки проходимости воротной вены висцеральная ангиография предше!
ствует КТ!артериальной портографии. Тромбоз воротной вены или пор!
тальная гипертензия могут существенно изменить усиление печеночной
паренхимы, что отразится на плохих показателях чувствительности КТ!ар!
териальной портографии при выявлении образований [78]. Наконец, если
верхнебрыжеечная артерия используется для введения контрастного ве!
щества, важно исключить отхождение от нее правой печеночной артерии,
которое наблюдается в 10% случаев. Часть печеночного кровоснабжения
в таком случае будет давать как артериальное, так и портальное усиление,
делая интерпретацию данных очень сложной [79].
34
Ðîëü ðåíòãåíîêîíòðàñòíûõ èññëåäîâàíèé â ñîâðåìåííîé êîìïüþòåðíîé òîìîãðàôèè
Современные компьютерно!томографические методики исследования
сосудов и дифференциальной диагностики патологических образований
внутренних органов основаны исключительно на применении рентгенокон!
трастных веществ, обеспечивающих изменение градиента плотности в ис!
следуемой зоне. Правильный выбор контрастного вещества позволяет про!
вести диагностическую процедуру максимально эффективно и безопасно
для жизни больного.
Литература
1.
Keenan L.Y., Muir C., Cuthbertson L.M. Maximizing the benefit!minimizing the risk: the
developing role of radiographers in performing intravenous injections // Br. J. Radiology.
2001. V. 74. P. 684-689.
2.
Royal College of Radiologists. Medical staffing and workload in clinical radiology in the
United Kingdom National Health Service. London. Royal College of Radiologists. 1993.
3.
Audit Commission. Improving your image - how to manage radiology services more
effectively. London. HMSO. 1995.
4.
Swinbourne K. Pattern recognition for radiographers // Lancet. 1971. V. 1. P. 589-590.
5.
Fisher F., Pankowski M.L. Mandatory continuing education of clinical laboratory person!
nel // J. Con. Edu. Health. Prof. 1992. V. 12. P. 225-234.
6.
Palmer A. Continuing professional education: individual responsibility, collective con!
sciousness // J. Con. Edu. Nurs. 1994. V. 25. P. 59-64.
7.
The College of Radiographers. Policy for radiographers administering intravenous injec!
tions. London. The College of Radiographers. 1996.
8.
Gosling C. Intravenous contrast injections by radiographers for computed tomography //
Clin. Radiol. 1993. V. 46. P. 358.
9.
Кармазановский Г.Г., Вилявин М.Ю., Никитаев Н.С. Компьютерная томография пе!
чени и желчных путей. М. Паганель!Бук. 1997. С. 358.
10.
Кармазановский Г.Г., Федоров В.Д., Шипулева И.В. Спиральная компьютерная то!
мография в хирургической гепатологии. М.: Русский врач. 2000. 152 c.
11.
Schnyder P., Meuli R., Wicky S. Injection techniques. In: Remy!Jardin M., Remy J. (ed)
Spiral CT of the chest. Springer. Berlin Heidelberg New York. 1996. P. 57-99.
12.
Napel S., Marks M.P., Rubin G.D. et al. CT angiography with spiral CT and maximum inten!
sity projection // Radiology. 1992. V. 185. P. 607-610.
13.
Hsu R.M. Computed tomographic angiography: conceptual review of injection and acqui!
sition parameters with a brief overview of rendering techniques // Suppl. Applied
Radiology. 2002. June. P. 33-39.
14.
Bae K.T. Technical aspects of contrast delivery in advanced CT // Suppl. Applied
Radiology. 2003. December. P. 12-19.
15.
Sheiman R.G., Prassopoulos P., Raptopoulos V. CT detection of layering of i.v. contrast
material in the abdominal aorta // AJR. 1998. V. 171. P. 1291-1295.
16.
Kim T., Murakami T., Takahashi S. et al. Effects of injection rates of contrast material on
arterial phase hepatic CT // AJR. 1998. V. 171. P. 429-432.
17.
Sheafor D.H., Keogan M.T., DeLong D.M. et al. Dynamic helical CT of the abdomen:
prospective comparison of pre! and postprandial contrast enhancement // Radiology.
1998. V. 206. P. 359-363.
35
содержание .. 1 2 3 ..