Wszystko, co musisz wiedzieć o obrazowaniu TK i MRI

Obrazowanie medyczne rozwinęło się dziś do tego stopnia, że nie sposób myśleć o prowadzeniu placówki opieki zdrowotnej bez wykorzystania kilku różnych modalności obrazowania. Aby zmaksymalizować korzyści płynące z obrazowania medycznego, konieczne jest zrozumienie podstaw różnych typów skanów medycznych. W tym artykule omówimy dwa główne rodzaje skanów medycznych i stojącą za nimi technologię.

Czym jest obrazowanie TK?

TK to skrót od tomografii komputerowej. W obrazowaniu medycznym badanie TK jest jednym z najczęściej wykonywanych badań w celach diagnostycznych. Mówiąc prościej, tomograf komputerowy wykorzystuje obracający się aparat rentgenowski, który jest w stanie robić zdjęcia ciała pod wieloma różnymi kątami. Podobnie jak promienie rentgenowskie, wykorzystuje energię promieniowania, która jest pochłaniana i odbijana w różnym stopniu przez różne struktury ciała.

Jak powstaje obraz TK?

Aparat TK składa się z okrągłego urządzenia w kształcie pączka, zwanego gantry. Pacjent kładzie się na stole do obrazowania, który następnie powoli przesuwa się przez gantry. Znajduje się tam zmotoryzowane źródło promieniowania rentgenowskiego, które obraca się wokół obwodu gantry, emitując kilka wąskich wiązek promieniowania rentgenowskiego. Gdy określona część ciała przecina tunel, promienie rentgenowskie wnikają do ciała we wszystkich kierunkach. Po przejściu przez ciało promienie rentgenowskie są wychwytywane przez specjalne cyfrowe detektory promieniowania rentgenowskiego, a nie filmy. Detektor w skanerze TK jest bardziej czuły niż tradycyjny film rentgenowski i może wychwycić kilka stopni gęstości dystrybucji.

Dane z detektora są następnie przesyłane do komputera. Dane uzyskane z jednego pełnego obrotu źródła promieniowania rentgenowskiego są rekonstruowane przy użyciu technik matematycznych. Zrekonstruowany obraz pojawia się jako dwuwymiarowy, przekrojowy „plaster” części ciała. Każdy plaster może mieć grubość od 1 mm do 10 mm, w zależności od rodzaju używanego urządzenia. Kolejny obrót źródła ujawnia inny plaster ciała. Następuje kilka takich obrotów, aż do uzyskania serii plastrów reprezentujących całą część ciała. Te plastry można ułożyć razem, aby uzyskać trójwymiarowy obraz części ciała.

Jak czytać obrazy TK?

Odczytywanie obrazów TK wymaga dobrej znajomości anatomii i dobrego wyczucia orientacji różnych struktur ciała. Wymaga to kilku lat szkolenia i nauki, aby nauczyć się, jak prawidłowo interpretować tomografię komputerową i postawić na jej podstawie diagnozę kliniczną. Jednak zawsze warto pamiętać o następujących wskazówkach podczas interpretacji badania TK:

Większość obrazów TK jest prezentowana w przekroju poprzecznym lub osiowym. Proszę wyobrazić sobie ciało pacjenta podzielone na kilka plastrów, za pomocą tarczy tnącej równoległej do powierzchni ziemi. Patrzyliby Państwo na jeden z tych plastrów, jakby leżąc na podłodze i patrząc w górę.

Aby zorientować się w sytuacji, należy przytrzymać kliszę przed sobą i zacząć od części obrazu znajdującej się na godzinie 9. To jest strona prawa, godzina 12 to przód (część przednia), godzina 3 to strona lewa, a godzina 6 to część tylna przekroju.

Po zorientowaniu się w płaszczyźnie i kierunku, należy zacząć identyfikować różne struktury obecne w pojedynczym przekroju. Znajomość „koloru”, jaki przyjmuje dana struktura, jest pomocna podczas identyfikacji. Różne tkanki w ciele pochłaniają różne ilości promieniowania, a resztę emitują. Ilość pochłoniętego promieniowania mierzona jest w jednostkach Hounsfielda (HU). Tkanki o większej liczbie jednostek Hounsfielda wydają się bielsze od reszty, podczas gdy tkanki o niższej wartości HU wydają się czarniejsze. Na przykład powietrze nie pochłania żadnego promieniowania (-1000 HU), a więc wydaje się całkowicie czarne. Z drugiej strony kość pochłania promieniowanie całkowicie (1000 HU) i wydaje się całkowicie biała. Woda (0 HU) wydaje się szara. Tłuszcz ma ciemniejszy odcień szarości niż woda (-70 HU), podczas gdy krew ma jaśniejszy odcień szarości w porównaniu z wodą (70 HU).

Czym jest obrazowanie MRI? Jak powstają obrazy MRI?

MRI to skrót od obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Jest to forma obrazowania medycznego, która nie wymaga użycia promieniowania. Zamiast tego wykorzystuje kombinację silnych pól magnetycznych, fal radiowych i technologii komputerowej, aby stworzyć szczegółowy obraz struktur ciała.

MRI działa na zasadzie, że ciało ludzkie składa się w dużej mierze z wody. Woda składa się z atomów wodoru i tlenu. Atom wodoru, który składa się z pojedynczego protonu i elektronu, reaguje na proces stosowany podczas skanowania MRI.

Aparat MRI składa się z zamkniętej rury przypominającej tunel, w której pacjent leży podczas procedury. W rurze tej znajduje się potężny elektromagnes. Gdy pacjent leży w polu elektromagnetycznym, atomy wodoru w jego ciele mają tendencję do ustawiania się równolegle do tego pola magnetycznego. Następnie przez pole magnetyczne przepuszczane są fale radiowe o wysokiej częstotliwości. Gdy te fale radiowe uderzają w atomy wodoru, protony zostają wzbudzone i zaczynają wirować, tracąc swoje wyrównanie. Gdy fale radiowe zostaną wyłączone, protony próbują ponownie wyrównać się z polem magnetycznym. W ten sposób protony oddają nadmiar energii, którą zyskały, w postaci sygnału elektrycznego. Jest on wychwytywany przez czujnik MRI i przetwarzany w celu utworzenia cyfrowego obrazu na komputerze.

Jak wygląda obraz MRI? Czym są obrazy T1 i T2-zależne w MRI?

Czytając o obrazach z aparatu MRI, mogli Państwo słyszeć o terminach sekwencje T1-zależne i sekwencje T2-zależne. Terminologia ta pochodzi od rodzaju sekwencji impulsów MRI zastosowanych do fal o częstotliwości radiowej, które są wykorzystywane do tworzenia obrazów MRI. Sekwencje te w rzeczywistości określają, jak wygląda obraz MRI. W sekwencji impulsów różne parametry mogą się różnić. Niektóre z tych parametrów obejmują:

• Czas powtórzenia (Time to repetition - TR): Jest to czas od zastosowania jednego impulsu wzbudzającego do następnego impulsu wzbudzającego. Jeśli TR jest długi, protony mają wystarczająco dużo czasu na relaksację i ponowne wyrównanie się z polem magnetycznym. Jeśli TR jest krótki, protony nie relaksują się w pełni, a sygnał elektryczny, który uwalniają, będzie zmniejszony.

• Czas echa (Time to echo - TE): Jest to czas, w którym mierzony jest sygnał elektryczny uwalniany z wirujących protonów. Im dłuższy TE, tym bardziej prawdopodobne jest, że sygnał elektryczny zostanie zredukowany, ponieważ protony powróciłyby do swojego wyrównania.

Sekwencje T1-zależne są najczęściej stosowane w protokołach MRI. Sekwencje te mają krótkie czasy TE i krótkie czasy TR. Sekwencje T1-zależne tworzą obrazy, które są łatwe do interpretacji anatomicznej. W sekwencjach T1-zależnych różne tkanki przyjmują różny wygląd, jak następuje:

• Tłuszcz ma wysoką intensywność sygnału i wydaje się biały.

• Płyny (takie jak płyn mózgowo-rdzeniowy i mocz) mają niską intensywność sygnału i wydają się czarne.

• Mięśnie mają pośrednią intensywność sygnału i wydają się szare.

• Mózg: Istota szara ma pośrednią intensywność sygnału i wydaje się szara. Istota biała ma nieco większą intensywność sygnału i wydaje się białawo-szara.

• Paramagnetyczne środki kontrastowe, takie jak gadolin, wydają się białe. Stosując kontrast gadolinowy w MRI, możliwe jest użycie sekwencji T1 z „tłumieniem tłuszczu”, dzięki czemu materiał kontrastowy można łatwo odróżnić od tłuszczu, ponieważ oba te elementy wydają się białe.

Sekwencje T2-zależne mają długie czasy TR i długie czasy TE. W sekwencjach T2-zależnych tkanki mają następujący wygląd:

• Płyny (takie jak płyn mózgowo-rdzeniowy i mocz) mają wysoką intensywność sygnału i wydają się białe.

• Mięśnie mają pośrednią intensywność sygnału i wydają się szare.

• Tłuszcz ma wysoką intensywność sygnału i również wydaje się biały, ale jest mniej biały w porównaniu z wyglądem na obrazach T1.

• Mózg: Istota szara ma pośrednią intensywność sygnału i wydaje się szara. Istota biała ma nieco mniejszą intensywność sygnału i wydaje się ciemniejsza w kolorze szarym.

Sekwencje T2-zależne mogą być również wykonywane w trybie tłumienia tłuszczu. Pozwala to na wykrycie obrzęku lub płynu zapalnego w tkankach tłuszczowych. Oprócz tego istnieje inny tryb zwany trybem „tłumienia płynów”. W tym trybie sygnał pochodzący z normalnych płynów ustrojowych jest tłumiony. Jest to przydatne w wykrywaniu obrzęku mózgu, gdzie sygnał pochodzący z płynu mózgowo-rdzeniowego byłby stłumiony.

Specjalna forma sekwencjonowania T2 jest stosowana w cholangiopankreatografii rezonansu magnetycznego (MRCP), w której czas TE jest bardzo długi. Pozwala to na utratę sygnału z większości tkanek, a wykrywane są tylko tkanki, które zatrzymują sygnał przez długi czas, takie jak struktury wypełnione płynem. Zwykle ma to miejsce w przypadku struktur w jamie brzusznej, które wydają się bardziej hiperintensywne niż otaczające struktury, co pozwala na ich łatwe odróżnienie.

Różnice między obrazowaniem TK a MRI

Obrazowanie TK i MRI to najczęściej stosowane modalności obrazowania, a pacjenci oraz pracownicy służby zdrowia mogą czasami mieć trudności z wyborem między tymi dwoma. Są to jednak różne opcje obrazowania. Niektóre istotne cechy mówią nam, jak odróżnić obrazy MRI od TK:

Wspomniane powyżej cechy różnicujące powinny pomóc lekarzowi wybrać bardziej odpowiednią metodę obrazowania w konkretnej sytuacji klinicznej.

Zastosowania obrazowania medycznego TK

Obrazowanie TK jest przydatne do szybkiej diagnozy i w nagłych wypadkach. Niektóre z powszechnych zastosowań obrazowania TK przedstawiono poniżej:

• Złamania kości i inne problemy: Skany TK można wykorzystać do wykrywania linii złamań w kości oraz do wykrywania erozji kości przez struktury anatomiczne lub patologiczne.

• Zmiany patologiczne: TK jest przydatna do wykrywania anomalii patologicznych, takich jak torbiele i guzy. Może wykryć stopień inwazji guzów złośliwych.

• Krwawienia i zmiany naczyniowe: TK może wykryć krwawienia wewnętrzne, takie jak krwotok wewnątrzczaszkowy lub podpajęczynówkowy. Może być również stosowana do identyfikacji tętniaków i zmian miażdżycowych. Jest to przydatne w nagłych wypadkach, takich jak udar, gdzie wymagane jest natychmiastowe postępowanie.

Zastosowania obrazowania medycznego MRI

W obrazowaniu medycznym MRI jest bardziej przydatne, gdy potrzebne są wyraźniejsze obrazy i trzeba zobrazować większą ilość szczegółów. Niektóre z powszechnych zastosowań obrazowania MRI przedstawiono poniżej:

• Obrazowanie stawów: MRI można wykorzystać do oglądania przemieszczeń krążka stawowego. Można również wykryć naderwania i zerwania więzadeł lub ścięgien.

• Obrazowanie mózgu i rdzenia kręgowego: MRI może wykryć przepuklinę dysków kręgosłupa, stwardnienie rozsiane i inne schorzenia mózgu.

• Obrazowanie jelit i jamy brzusznej: MRI można wykorzystać do obrazowania schorzeń, takich jak nieswoiste zapalenie jelit i marskość wątroby.

Jak otwierać obrazy TK? Jak przeglądać obrazy MRI? Jak je przechowywać?

Obrazy TK i MRI są pozyskiwane w specjalnym formacie cyfrowym, zwanym formatem DICOM. DICOM zapewnia zachowanie wysokiej jakości obrazów. Każde badanie TK lub MRI zawiera wiele obrazów w formacie DICOM, które muszą być przechowywane w bezpieczny sposób.

Aby przechowywać tak dużą ilość obrazów medycznych, każdy szpital zazwyczaj posiada serwer PACS. PACS (System Archiwizacji i Transmisji Obrazów) to centralny serwer, na którym przechowywane są obrazy i z którego można je pobrać w razie potrzeby. Zazwyczaj szpitale mają lokalny, samodzielny system PACS i inwestują dużo pieniędzy w zwiększanie pojemności pamięci masowej systemu PACS, gdy się zapełni. Tworzenie kopii zapasowych może wiązać się z wyższymi kosztami.

Oparte na chmurze rozwiązania PACS firmy PostDICOM oferują wygodne przechowywanie obrazów DICOM poza siedzibą firmy. Ponieważ pliki DICOM są hostowane w Internecie, są bezpieczne przed utratą danych i można uzyskać do nich dostęp z dowolnego urządzenia. Oparty na chmurze PACS ma trzy warstwy zabezpieczeń, więc dane pacjenta pozostają poufne.

Oparty na chmurze PACS firmy PostDICOM jest znacznie bardziej ekonomiczny niż samodzielne rozwiązania PACS! Po zarejestrowaniu się mogą Państwo skorzystać z okresu próbnego i używać pamięci masowej w chmurze całkowicie za darmo. Dodatkową przestrzeń dyskową można dokupić za symboliczną opłatą, a subskrypcję można w dowolnym momencie rozszerzyć lub zmniejszyć, w zależności od potrzeb w zakresie przechowywania. PostDICOM pozwala również przeglądać przechowywane pliki DICOM za darmo, dzięki naszej internetowej, niewymagającej instalacji (zero-footprint) przeglądarce obrazów DICOM. Warto więc w pełni wykorzystać możliwości obrazowania TK i MRI, rejestrując się w rozwiązaniu pamięci masowej w chmurze PostDICOM już dziś!