Ghid Computer Tomograf

Cand spunem “tomografie computerizata” sau CT ne referim la procedura computerizata de realizare de imagini cu ajutorul razelor x in care un fascicul ingust de raze x este directionat catre pacient si rotit cu viteza in jurul corpului acestuia, rezultand astfel semnale ce apoi sunt procesate de calculator generand imagini in sectiune transversala (“slice”-uri sau “felii”) ale corpului. Aceste slice-uri sunt imagini tomografice si contin informatii mult mai detaliate privind orgnaismul decat cele oferite de radiografiile conventionale. O data ce un numar de slice-uri succesive sunt achizitionate de calculatorul tomografului, ele pot fi “stivuite” impreuna pentru a forma o imagine tridimensionala a pacientului care sa permita identificarea structurilor anatomice de baza si a unor posibile anomalii sau formatiuni tumorale la nivelul acestora. O SCURTA INCURSIUNE IN ISTORIA IMAGISTICII MEDICALE

Istoria radiologiei a inceput in 1895, cand fizicianul german Wilhelm Conrad Röntgen, a descoperit ceea ce el a numit un „nou tip de raze”. El a observat ca aceste raze pot trece prin tesuturile umane, dar nu si prin oase sau metal. Unul din primele sale experimente a fost radiografierea mainii sotiei sale Anna Bertha Ludwig.

La 28 decembrie 1895, manuscrisul sau Über eine neue Art von Strahlen (Despre un nou tip de raze) a fost prezentat Institutului Medical Würzburg. Caracteristicile esentiale ale razelor X au fost descrise si noua descoperire a starnit un imens interes.

Faptul ca aparatul era disponibil in majoritatea departamentelor de fizica a permis ca rezultatele obtinute de W. Röntgen sa poata fi usor repetate. Treptat aparatul a fost imbunatatit, iar spitalele au inceput sa achizitioneze echipamentul.

In 1901 Wilhelm Conrad Röntgen primeste Premiu Nobel pentru fizica.

In 1918 George Eastman a facut un nou pas inainte in pratica medicala inlocuind placile fotografice din sticla pe care se faceau initial radiografiile cu filmul.

In  cadrul Congresului Anual al Institutului Britanic de Radiologie din 1971 firma engleza EMI Ltd. a impresionat audienta prin prezentarea unei noi tehnici de imagistica clinica – tomografia computerizata. Dispozitivul a luat viata in principal prin munca depusa de Godfrey Hounsfield, acesta nefiind la curent cu lucrarile publicate in anii 1963 -1964 de Allan Cormack  (fizician American nascut in Africa de Sud) privind pe baza activitatii depuse  in cadrul Univeristatii din Cape Town in studiul razelor X.

Urmatorii pasi in tomografia computerizata

1971    primul CT scanner pentru cap (EMI Mark I)

1974    primul Whole-body CT scanner (ACTA)

1974    Scaner de generatia a 3-a (Artronix)

1977    Scanere de generatia a 4-a (AS&E scanner)

1979    Hounsfield si Cormack primesc Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicina

Anii 80    Imbunatatiri tehnice

1983    tehnica de imagistica 3D (posibilitatea de a face reconstructii dinamice spatiale)

1983    scanare CT cu fascicule de electroni (Electron beam CT scanning)

1987    Scanerele cu tub rotator continuu

1989    CT-ul spiral (helicoidal)

1991    CT spiral dual-slice (Elscint)

1991    angiografia CT

1995    reconstructie in timp real (fluoroscopie CT)

1998    CT multisclice  (detectori pe 4 randuri) ce permite realizarea unor imagni si reconstructii 3D inalt calitative

1999    imagistica cardiaca multislice

2001/2    CT multisclice  (detectori pe 8/16 randuri)

In paralel cu evolutia tomografiei computerizate in anii 1970 se faceau progrese in imagistica prin rezonanta magnetica, iar in 1977, in Aberdeen, a fost obtinuta prima imagine umana prin aceasta noua tehnica.

Obtinerea imaginilor CT:

Tomografia axiala computerizata (Computer tomography or CT scan) este o metoda de investigatie care desi se bazeaza pe utilizarea razelor X nu produce o imagine directa prin fascicul emergent, ci prin intermediul unor foarte numeroase masurari dozimetrice cu prelucrarea matematica a datelor culese. Ea constuieste, prin calcul, imaginea radiologica a unui strat transversal al corpului examiant

Reconstructia utilizeaza ca element de baza  pentrul calcul voxelul iar pentru afisare pixelul . Pixelul reprezinta coeficientul de atenuare al unui element volumetric (voxel)  cu lungimea determinata de grosimea sectiunii  si cu suprafata de sectiune aleasa optional in prealabil .

Reconstructia imaginilor are un impact fundamental asupra calitatii imaginii si, prin urmare, asupra  dozei de radiatii emise. La o anumita doza de radiatii este de dorit ca  reconstituia imaginilor sa se faca cu cel mai mic zgomot posibil, fara a sacrifica precizia imaginii si rezolutia ei spatiala. Reconstiile care imbunatatesc calitatea imaginii favorizeaza o reducere a dozei de radiatii, deoarece imaginile de aceeasi calitate pot fi reconstituite la doze mai mici.

Reconstructia se face  on-line pentru fiecare raza  emisa, datele razelor multiple se sumeaza pe pacursul achizitiei. In acest fel se scade la maxim timpul de reconstructie .

Principiul de functionare al TC:

Din fasciculul de fotoni X emis de un tub radiogen este utilizat numai un mic manunchi de radiatii centrale care , traversand perpendicular axa longitudinala a corpului examinat, ajunge la un detector, adica un dozimetru, care masoara doza emergenta si o transforma intr-o valoare numerica proportionala cu coeficientul de atenuare medie a tesuturilor explorate. Astfel computerul memoreaza un numar mare de valori, divizeaza stratul explorat in numeroase suprafete cu sectiune patrata. Pentru fiecare din microvolumele realizate de aceste masuratori,computerul este capabil sa aprecieze coeficientul de atenuare si sa determine o valoare numerica de radioopacitate sau radiotransparenta.

Imaginea,reconstruita geometric de calculator,este transmisa pe un monitor si pe o memorie cu disc dau banda magnetica. Astfel examinatorul are posibilitatea sa studieze pe un monitor imaginea

construita de calculator,care este constituita din puncte mai intunecate la nivelul structurilor mai radiotransparente si din puncte mai luminoase la nivelul structurilor mai radioopace.

T.A.C.-ul,in comparatie cu radiografia traditionala,permite evidentierea unor structuri a caror diferenta de radioopacitate fata de tesuturile invecinate este atat de redusa incat ea nu poate sa fie evidentiata prin examene radiologice traditionale.

 

Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)
            Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) reprezinta un standard pentru manipularea, stocarea, tiparirea si transmiterea informatiilor in imagistica medicala.  Acesta include un anume format al fisierelor si un protocol de comunicare in retea (prin internet). Protocolul de comunicare este un protocol de aplicatie care utilizeaza adrese TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) pentru a comunica intre sisteme. Fisierele DICOM pot fi tranferate, pot circula,  intre doua entitati care au capacitatea de a primi imaginile si datele pacientului in format DICOM.

DICOM a fost creeat initial de catre NEMA (National Electrical Manufacturers Association) si Colegiul American de Radiologie pentru imaginile obtinute prin tomografie axiala computerizata (CAT) si imagistica prin rezonanta magnetica (IRM). Acesta este in prezent controlata de catre Comitetul pentru Standarde DICOM si recunoaste o gama larga de imagini medicale in domeniile de radiologie, cardiologie si stomatologiei.

DICOM permite integrarea de scanere, servere, statii de lucru, imprimante si hardware de retea ale mai multor producatori intr-un sistem comun de arhivare si comunicare a imaginilor (PACS = picture archiving and communication system). Diferitele dispozitive vin cu declaratii DICOM de conformitate care indica, in mod clar, clasele DICOM pe care le sustin. DICOM a fost adoptat pe scara larga de catre spitale si la o scara mai mica in cabinetele private medicale si stomatologice . DICOM este cunoscut sub numele de NEMA Standard PS3 (ISO 1205).

DICOM este a treia versiune a unui standard dezvoltat de Colegiul American de Radiologie (ACR) si Asociatia Nationala Producatorilor Electrice (NEMA). La inceputul anilor 1980 era aproape imposibil pentru oricine altcineva in afara producatorilor de aparate de tomografie computerizata sau dispozitive de imagistica prin rezonanta magnetica sa decodeze imaginile generate de aceste aparate. Radiologii doreau sa  foloseasca imaginile si informatiile privind doza de radiatii utilizata ca punct de plecare pentru  planificare sedintelor de radioterapie asa ca ACR si NEMA si- au unit fortele si au format un comitet comun in 1983. Primul lor standard, ACR / NEMA 300, a fost lansat in 1985. La foarte scurt timp dupa lansare, a devenit clara necesitatea de imbunatatiri. In 1988, a doua versiune ACR / NEMA 2.0 a fost lansat si a castigat mai mult de acceptare in randul furnizorilor, dar si aceasta avea nevoie de imbunatatiri.

In 1993 a fost lansat a treia versiune a standardului primind numele DICOM in incercarea de a  se imbunatatii posibilitatea acceptarii sale internationale ca un standard. Oficial, cea mai recenta versiune a standardului este inca 3.0, cu toate acestea, de atunci a suferit actualizari extinse si repetate.