Компьютерная томография с коническим лучом

редактировать
Конус лучевая компьютерная томография
3D КТ ретинированный зуб мудрости.Gif
MeSH D054894
Принцип КЛКТ.

Конусно-лучевая компьютерная томография (или КЛКТ, также называемая КТ с С-образной дугой, коническая балка объемный CT или плоский CT ) - это метод медицинской визуализации, состоящий из рентгеновской компьютерной томографии, где рентгеновские лучи расходятся, образуя конус.

КЛКТ становится все более важным при планировании лечения и диагностике в имплантология, ЛОР, ортопедия и интервенционная радиология (IR), среди прочего. Возможно, из-за расширения доступа к такой технологии сканеры КЛКТ сейчас находят множество применений в стоматологии, например, в областях хирургии полости рта, эндодонтии и ортодонтии. Интегрированная КЛКТ также является важным инструментом для позиционирования пациента и проверки его положения в лучевой терапии под визуальным контролем (IGRT).

Во время стоматологической / ортодонтической визуализации сканер КЛКТ вращается вокруг головы пациента, получая почти 600 различных изображений. Для интервенционной радиологии пациента размещают со смещением к столу, чтобы интересующая область находилась по центру поля зрения для конического луча. Одно вращение на 200 градусов в интересующей области позволяет получить набор объемных данных. Программное обеспечение сканирования собирает данные и реконструирует их, создавая так называемый цифровой объем, состоящий из трехмерных вокселей анатомических данных, которые затем можно обрабатывать и визуализировать с помощью специального программного обеспечения. КЛКТ имеет много общего с традиционной (веерной) КТ, однако есть важные отличия, особенно для реконструкции. КЛКТ была описана как золотой стандарт для визуализации ротовой и челюстно-лицевой области.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Области применения
    • 2.1 Эндодонтия
    • 2.2 Имплантология
    • 2.3 Ортодонтия
    • 2.4 Ортопедия
    • 2.5 Лучевая терапия под визуальным контролем
    • 2.6 Интервенционная радиология
    • 2.7 Клинические применения
    • 2.8 Технические ограничения
  • 3 Реконструкция
  • 4 Риски
  • 5 Недостатки
    • 5.1 Плотность костной ткани и шкала Хаунсфилда
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Литература

История

Технология конического луча была впервые представлена ​​на европейском рынке в 1996 году компанией QR srl. (NewTom 9000) и на рынок США в 2001 году.

В 2013 году во время Festival della Scienza в Генуе, Италия, первоначальные члены исследовательской группы (Аттилио Таккони, Пьеро Моццо, Даниэле Годи и Джордано Ронка) получили награду за изобретение КТ с коническим лучом.

Применение

Эндодонтия

По данным Американской ассоциации эндодонтии, существует множество конкретных ситуаций, когда 3D-изображения, полученные с помощью КЛКТ, улучшают диагностику и влияют на лечение, а их использование не может оспариваться по поводу традиционной внутриротовой радиологии в соответствии с принципами ALARA.

Имплантология

Сканирование лучевого конуса зубного конуса предоставляет полезную информацию, когда дело касается оценки и планирования хирургических имплантатов. Американская академия оральной и челюстно-лицевой радиологии (AAOMR) предлагает КТ с коническим лучом в качестве предпочтительного метода для предоперационной оценки дентальных имплантатов.

Ортодонтия

В качестве 3D визуализации, КЛКТ предлагает неискаженный вид зубного ряда, который можно использовать для точной визуализации как прорезавшихся, так и не прорезавшихся зубов, ориентации корня зуба и аномальных структур, которые обычно 2D рентгенография не может.

Пример обработки с использованием рентгеновских данных из модели зуба:

Ортопедия

Сканер КЛКТ обеспечивает неискаженный вид конечностей. Одним из преимуществ ортопедической КЛКТ является возможность получения изображений нижних конечностей с нагрузкой. В области стопы и голеностопного сустава, в частности, КЛКТ с нагрузкой набирает обороты благодаря своей способности сочетать трехмерную и весовую информацию, которая имеет первостепенное значение в диагностике и хирургии. планирование. Таким образом, после первых научных публикаций по этому вопросу предпочтительным термином, используемым для КЛКТ нижней конечности, является WBCT для компьютерной томографии с опорой на нагрузку.

Лучевая терапия под визуальным контролем

Лучевая терапия под визуальным контролем является форма дистанционной лучевой терапии, при которой пациента размещают так, чтобы органы, подлежащие лечению, точно соответствовали положению поля лечения, чтобы снизить дозу на близлежащие органы, которые не подвергаются лечению. Многие органы внутри тела перемещаются на миллиметры относительно внешних поверхностей кожи, и сканер КЛКТ, установленный на головке блока лучевой терапии, используется непосредственно перед лечением (а иногда и во время лечения), чтобы гарантировать, что органы пациента находятся в точно правильном положении. в соответствии с полем лечения и при необходимости отрегулировать положение стола для лечения. Изображения могут также использоваться для проверки других требований некоторых типов лечения, таких как полный или пустой мочевой пузырь, пустая прямая кишка и т. Д. Один и тот же источник конического луча и детектор можно альтернативно использовать для получения простых изображений позиционирования рентгеновских лучей, если орган особенно хорошо виден на рентгеновском снимке или если реперные маркеры были вставлены в орган.

Интервенционная радиология

Сканер КЛКТ устанавливается на С-образную дугу Блок рентгеноскопии в пакете интервенционной радиологии (IR), который предлагает визуализацию в реальном времени у неподвижного пациента. Это устраняет время, необходимое для перевода пациента из набора ангиографии в обычный сканер компьютерной томографии, и упрощает широкий спектр применений КЛКТ во время процедур ИК. Клинические применения КЛКТ в ИК включают планирование лечения, позиционирование и оценку устройства или имплантата, локализацию внутри процедуры и оценку конечных точек процедуры. КЛКТ полезна как основная и дополнительная форма визуализации. Это отличное дополнение к DSA и рентгеноскопии для мягких тканей и сосудистой видимости во время сложных процедур. Использование КЛКТ перед рентгеноскопией потенциально снижает лучевое воздействие на пациента.

Клинические применения

  • Химиоэмболизация при гепатоцеллюлярной карциноме : КЛКТ с контрастом подтверждает, что выбрана правильная артерия для доставки терапия. Контраст усиливает паренхиму, снабжаемую выбранной артерией, и поэтому показывает, снабжает ли сосудистая сеть также опухоль. Неконтрастная КЛКТ после лечения подтверждает окрашивание опухоли липиодолом, что повышает уверенность оператора в полном покрытии опухолью или дальнейшем лечении.
  • Эмболизация простатической артерии при доброкачественной гипертрофии простаты : КЛКТ обеспечивает детализацию мягких тканей, необходимую для визуализации увеличения предстательной железы, выявления дублированных простатических артерий и предотвращения нецелевой эмболизации. КЛКТ превосходит DSA для этой терапии, поскольку модели усиления DSA может быть трудно различить из-за перекрытия тазовых структур и изменчивой артериальной анатомии.
  • Дренаж абсцесса : КЛКТ подтверждает расположение кончика иглы после помещения под ультразвуком и подтверждает размещение дренажа путем выявления инъекции контрастного вещества в желаемое место.
  • Взятие пробы из надпочечниковой вены для аденомы : КЛКТ с контрастированием показывает перфузию надпочечника для подтверждения размещения катетера для получения удовлетворительного образца.
  • Размещение стента : КЛКТ улучшает визуализацию внутричерепных и экстракраниальных стентов по сравнению с традиционным DSA и цифровой рентгенографией, обеспечивая лучшее отображение взаимосвязи стентов к соседним структурам (т.е. стенкам сосудов и аневризме просвета).
  • Легкому узлу подкожно трансторакальный игольчатая биопсия : КЛКТ помогает установить иглу и продемонстрировать диагноз точность, чувствительность и специфичность 98,2%, 96,8% и 100% соответственно. На точность диагностики не повлияли технически сложные условия.
  • Сосудистые аномалии: после коррекции артериовенозных мальформаций с помощью спирали КЛКТ чувствительно обнаруживает небольшие инфаркты в ткани, которая была «принесена в жертву» «во время процедуры, чтобы предотвратить дальнейшее шунтирование. Инфарктная ткань выглядит как небольшая область задержки контраста.
  • Вмешательства на периферических сосудах
  • Билиарные Вмешательства
  • Спинальный Вмешательства
  • Энтеростомия Вмешательства

Технические ограничения

Хотя практичность КЛКТ способствует ее все более широкому применению в ИК-области, технические ограничения препятствуют ее интеграции в эту область. Двумя наиболее важными факторами, влияющими на успешную интеграцию, являются качество изображения и время (для настройки, получения изображения и восстановления изображения). По сравнению с многодетекторной компьютерной томографией (MDCT), более широкая коллимация в КЛКТ приводит к увеличению рассеянного излучения и ухудшению качества изображения, что демонстрируется артефактами и уменьшенным отношением контраста к шуму. Временное разрешение детекторов иодида цезия в КЛКТ сокращает время сбора данных примерно до 5-20 секунд, что увеличивает артефакты движения. Время, необходимое для восстановления изображения, занимает больше времени для КЛКТ (1 минута) по сравнению с MDCT (в реальном времени) из-за сложных вычислительных алгоритмов реконструкции конического луча.

Реконструкция

Алгоритмы реконструкции конического луча аналогичны к типичным алгоритмам томографической реконструкции и могут использоваться такие методы, как фильтрованная обратная проекция или итеративная реконструкция. Однако, поскольку реконструкция является трехмерной, могут потребоваться модификации, такие как алгоритм FDK.

Риски

Общие дозы облучения от стоматологических 3D-КЛКТ-исследований на 96% ниже, чем при обычных КТ-исследованиях, но доставляют больше излучения, чем при стандартном стоматологическом 2D-рентгеновском исследовании (OPG). Время воздействия при КЛКТ также сравнительно меньше по сравнению с обычным КТ.

Использование КЛКТ незначительно регулируется в США. Рекомендуемый стандарт заботы - использовать минимально возможное поле зрения (FOV), наименьший размер вокселя, наименьшую настройку мА и наименьшее время экспозиции в сочетании с режимом импульсной экспозиции. Международные организации, такие как Всемирная организация здравоохранения и МКРЗ, а также многие местные органы и законодательные акты поощряют идею обоснования всех медицинских воздействий, когда необходимо взвесить риски и преимущества. перед выполнением процедуры.

Недостатки

Существует ряд недостатков технологии КЛКТ по ​​сравнению с КТ-сканированием, таких как повышенная восприимчивость к артефактам движения (в машинах первого поколения) и к отсутствие надлежащего определения плотности кости.

Плотность кости и шкала Хаунсфилда

Шкала Хаунсфилда используется для измерения радиоплотности и, в отношении КТ может обеспечить точную абсолютную плотность для изображенного типа ткани. Радиоплотность, измеренная в единицах Хаунсфилда (HU, также известная как число КТ), неточна при КЛКТ-сканировании, поскольку различные области на сканировании отображаются с разными значениями шкалы серого в зависимости от их относительного положения в сканируемом органе, несмотря на обладая одинаковой плотностью, потому что значение изображения воксела органа зависит от положения в объеме изображения. HU, измеренные в одной анатомической области с помощью КЛКТ и медицинских компьютерных томографов, не идентичны и, таким образом, ненадежны для определения локально-специфической, рентгенологически идентифицированной плотности кости для таких целей, как установка дентальных имплантатов, поскольку нет хорошие данные для связи значений HU КЛКТ с качеством кости ".

Хотя некоторые авторы поддерживают использование технологии КЛКТ для оценки плотности кости путем измерения HU, такая поддержка предоставляется ошибочно, поскольку сканированные области с одинаковой плотностью в череп может иметь другое значение оттенков серого в реконструированном наборе данных КЛКТ.

Ослабление рентгеновских лучей систем сбора данных КЛКТ в настоящее время дает разные значения HU для аналогичных костных и мягких тканевых структур в различных областях сканированного объема (например, плотная кость имеет определенное значение изображения на уровне ментона, но одна и та же кость имеет существенно другое значение изображения на уровне основания черепа).

Стоматологические системы КЛКТ не используют подставку Расширенная система масштабирования уровней серого, которые представляют восстановленные значения плотности, и, как таковые, они произвольны и не позволяют оценить качество кости. В отсутствие такой стандартизации трудно интерпретировать уровни серого или невозможно сравнить значения, полученные на разных машинах. Хотя общепризнано, что этот недостаток существует с системами КЛКТ (в том смысле, что они неправильно отображают HU), было проведено мало исследований, чтобы попытаться исправить этот недостаток.

Со временем дальнейшие достижения в КЛКТ Алгоритмы реконструкции позволят улучшить детекторы площадей, и это, вместе с улучшенной постобработкой, вероятно, решит или уменьшит эту проблему. В 2010 г. был опубликован метод определения коэффициентов затухания, с помощью которых фактические значения HU могут быть получены из значений HU КЛКТ, и в настоящее время ведутся дальнейшие исследования по совершенствованию этого метода in vivo.

См. Также

Список литературы

Литература

  • Джонатан Флейнер, Нильс Вейер, Андрес Стрикер: КЛКТ-диагностика, компьютерная томография с коническим лучом, наиболее важные клинические случаи, систематические радиографические исследования, диагностика, Подход к лечению Verlag 2einhalb, ISBN 978-3-9815787-0-6. www.cbct-3d.com.
  • Рафаэль Паткас: Применимость конусно-лучевой компьютерной томографии в краниофациальной визуализации в сравнении с другими радиологическими методами (2014) ISBN 978 -951-44-9315-7 http://tampub.uta.fi/bitstream/handle/10024/94827/978-951-44-9315-7.pdf?sequence=1isAllowed=y
Последняя правка сделана 2021-05-15 09:08:01
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте