Đại cương và ứng dụng lâm sàng chụp cắt lớp điện toán

ĐẠI CƯƠNG VÀ ỨNG DỤNG LÂM SÀNG CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN Bs.PHẠM NGỌC HOA Bs. LÊ VĂN PHƯỚC Khoa Chẩn đoán hình ảnh Bệnh viện Chợ Rẫy ĐẠI CƯƠNG CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN 1895 W.C. Roentgen phát hiện tia X Lịch sử W.C.Roentgen (1845-1923) Ngành X quang Hình bày tay của W.C.Roentgen Lịch sử Hạn chế X quang  Sự chồng hình  Mô mềm 4/1972 Hounsfield : Giới thiệu máy CT đầu tiên 1979 Hounsfield +Cormark Nobel Y học Lịch sử -Computerized axial transverse scanning -Computerizedaxial tomography (CAT) -Computed tomography (CT) TÊN GỌI HÌNH CT SCANNER •  Cấu trúc giải phẫu cắt lớp •  Khác biệt đậm độ •  Độ ly giải -Thường chụp theo hướng trục (axial) -Tia X sau khi qua cơ thể được tiếp nhận bằng hệ thống cảm biến. -Giảm lượng tia khuếch tán. -Tương phản đậm độ cao. KHÁC BIỆT CT >< X QUANG QUI ƯỚC Chụp hình sọ nghiêng X QUANG QUI ƯỚC Khoa Chẩn đoán hình ảnh Bệnh viện Chợ rẫy Tia X CT CÁC THẾ HỆ MÁY CT THẾ HỆ THỨ NHẤT -Chùm tia song song và đầu đèn có chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay. -Thời gian cho một lớp cắt khoảng 4 –5 phút và chỉ áp dụng cho những vùng không di động như đầu. THẾ HỆ THỨ HAI -Chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay -Chùm tia rẻ quạt (3 –5 độ) và hệ cảm biến có 6 –60 kênh. -Thời gian cho một lớp cắt giảm xuống còn 10 –20 giây. THẾ HỆ THỨ BA -Chùm tia rẻ quạt rộng (30 –60 độ) -Thời gian cho một lớp cắt khoảng 1- 4 giây. -Đầu đèn và bộ cảm biến cùng quay. -Hệ cảm biến có 400 –800 kênh. THẾ HỆ THỨ TƯ Chỉ có đầu đèn quay còn hệ thống cảm biến đứng yên. Hệ cảm biến có nhiều kênh hơn ( >1000). Không có sự khác biệt nhiều về tính năng kỹ thuật máy thế hệ 3 và 4. CLĐT XOẮN ỐC ( HELICAL CT ) -Đầu đèn quay, phát tia liên tục -Thu dữ liệu liên tục -Bàn di chuyển liên tục -Spiral CT= Helical CT= Volume Scan Vạch ra một đường xoắn ốc  xoắn ốc CLĐT XOẮN ỐC ( HELICAL CT ) CLĐT XOẮN ỐC  Thời gian khảo sát rất ngắn  Khả năng tái tạo cao KHÁC BIỆT CT QUI ƯỚC >< CT XOẮN ỐC CT qui ước (Conventional CT) CT xoắn ốc (Helical CT) CHỤP CĂT LỚP SIÊU NHANH (ULTRAFAST SCANNER) -Chùm tia điện tử kích thích một vòng tròn đầu đèn cố định -Quét liên tục rất nhanh, thời gian có thể từ 50 – 100 mili giây. -Khảo sát tim, mạch máu Máy CT Scanner siêu nhanh (Ultrafast CT) CT ĐA LỚP CẮT (MULTI-SLICE ) -Nhiều hàng detectors -Khảo sát đồng thời nhiều lắt cắt (hiện nay 4 lát cắt) -Thời gian quét nhanh (0.5 giây/vòng). -Khảo sát tốt trong các trường hợp cần thời gian nhanh (tim-mạch, có bơm cản quang, bộ phận cử động..). NGUYÊN LÝ TẠO HÌNH Nguyên lý tạo hình -Đầu đèn -Detectors -Máy tính -Hình ảnh Phương trình hấp thụ tia X của các khối vật chất I =I0 e - L I0 : Cường độ tia ban đầu. I: Cường độ tia sau khi xuyên qua. : Hệ số hấp thu, thay đổi theo cấu trúc mô khác nhau. L : Độ dày của khối vật chất chùm tia X đi qua. II0 Voxel TRỊ SỐ ĐẬM ĐỘ Mỗi phân tử vật (Voxel) có trị số tương ứng với mức độ hấp thu tia của mô và được biểu thị bằng các độ xám khác nhau trên hình ở từng phân tử ảnh (pixel). ĐEN TRẮNG Lát cắt (slice) Nguyên tố thể tích (Voxel) Nguyên tố hình (Pixel) CT number = K (p-w)/ w : Hệ số hấp thu tuyến tính của voxel tương ứng CT number với K= 1000  Hounsfield units (HU) SỐ CT (CT NUMBER) TRỊ SỐ ĐẬM ĐỘ Đậm độ của nước : 0 đơn vị Hounsfield (HU) Đậm độ của xương :+ 1000 HU Đậm độ của khí :–1000 HU Đậm độ mỡ :–100 HU TRỊ SỐ ĐẬM ĐỘ Đậm độ của các mô, dịch khác trong cơ thể sẽ được tính theo sự tương ứng với các trị số trên. Loại mô Trị sổ chuẩn (HU) Trị số giới hạn (HU) Xương đặc > 250 Gan 65 +/– 5 45 – 75 Cơ 45 +/– 5 35 – 50 Lách 45 +/– 5 40 – 60 Hạch 45 +/– 10 25 – 55 Tụy tạng 45 +/– 10 20 –40 Thận 40 +/–10 Mỡ - 65 +/–10 - 80 – - 100 Sọ não Trị số giới hạn (HU) Đóng vôi, xương 80 – 250 Xuất huyết, tụ máu 55 – 75 Chất xám 35 – 45 Chất trắng 20 –30 Phù nề 10 –20 Dịch não tủy 0 –10 Nước 0 Mỡ < 0 – (-100) Khí (-100) – (-1000) CÁC TỪ DIỄN TẢ ĐẬM ĐỘ Giảm đậm độ (Hypodensity) Đồng đậm độ (Isodensity) Tăng đậm độ (Hyperdensity). ĐẶT CỬA SỔ TRÊN CT (WINDOW SETTING) THAY ĐỔI HÌNH ẢNH -Trị số đậm độ của các mô cơ thể thay đổi từ – 1000HU đến +1000 HU -Biểu hiện trên hình bằng các độ xám khác nhau. - Tuy nhiên mắt thường của chúng ta chỉ phân biệt được ừ 15 – 20 độ xám khác nhau. Do đó để có thể phân biệt được các cấu trúc khác nhau đặt cửa sổ (Window setting ) tạo tương phản giúp mắt thường ta nhận biết được. ĐỘ RỘNG CỬA SỔ (WINDOW WIDTH) -Giới hạn trên và giới hạn dưới của trị số đậm độ cần khảo sát . - Trị số đậm độ ngoài giới hạn trên sẽ có màu trắng trên hình, các trị số đậm độ ngoài giới hạn dưới sẽ có màu đen. TRUNG TÂM CỬA SỔ ( WINDOW LEVEL ) Trị số giữa của độ rộng cữa sổ Điều chỉnh cho phù hợp với tổ chức mô cần khảo sát Cửa sổ hẹp thì hình ảnh sẽ có tương phản cao, phân biệt các sai biệt nhỏ về đậm độï Nhưng những cấu trúc ngoài giới hạn của cữa sổ sẽ khôngthấy được. Nếu mở cửa sổ rộng thì sự sai biệt nhỏ về đậm độ không thể phân biệt được. ĐẶT CỬA SỔ Cửa sổ hẹp: Độ rộng cửa sổ -20 đến +120 HU, trung tâm cửa sổ +30-50HU giúp ta phân biệt được cấu trúc nội sọ như chất xám, chất trắng, dịch não tủy, mạch máu. Độ rộng cửa sổ là 140 HU. Mắt thường có thể phân biệt được 20 độ xám khác nhau vậy mỗi giai tầng xám là 140 : 20 = 7 HU. Phân biệt các cấu trúc chất trắng, chất xám, dịch não tủy. Ví du ï1 Cửa sổ rộng : Độ rộng từ -600HU đến +1400HU, trung tâm cửa sổ là +400 HU. Độ rộng cửa sổ là 2000HU Mỗi giai tầng xám là 2000 : 20 = 100HU Phân biệt cấu trúc có sai biệt đậm độ >100 HU không phân biệt được chất trắng, chất xám, dịch não tủy trong nội sọ mà chỉ phân biệt được đậm độ xương-mô mềm-khí. Ví dụ 2 ỨNG DỤNG LÂM SÀNG CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN CHỈ ĐỊNH CƠ QUAN KHẢO SÁT CƠ QUAN KHẢO SÁT SỌ NÃO LÁCH, TỤY TẠNG -Bệnh lý bẩm sinh +++ -U, kén +++ -Chấn thương ++++ -Chấn thương nhiễm trùøng +++ -Nhiễm trùng +++ THẬN -U (Nguyên phát, di căn) ++++ -U, kén, chấn thương ++++ -Bệnh lý mạch máu ++ -Bệnh lý bẩm sinh +++ -Bệnh lý thoái hóa ++ THƯỢNG THẬN ++++ CƠ QUAN KHẢO SÁT CƠ QUAN KHẢO SÁT MẮT, TAI- MŨI – HỌNG SAU PHÚC MẠC -Nhiễm trùng, chấn thương ++ -U, nhiễm trùng, mạch máu ++++ -U +++ TRONG PHÚC MẠC TRUNG THẤT -Abcès, dịch, u ++ -U, hạch ++++ CỘT SỐNG -Bất thường mạch máu ++ -Chấn thương, đĩa đệm, u +++ CƠ QUAN KHẢO SÁT CƠ QUAN KHẢO SÁT PHỔI THÀNH NGỰC -U, nhiễm trùng ++ GAN, MẬT HỆ CƠ XƯƠNG -U (nguyên phát, di căn) ++++ -U xuơng +++ -Chấn thương nhiễm trùng +++ -U phần mềm +++ -Bệnh lý thoái hóa, sỏi ++ -Khớp + Kỹ thuật hình ảnh giá trị Chỉ định rộng rãi Tránh lạm dụng kỹ thuật Chỉ định HÌNH ẢNH MINH HOẠ NHỒI MÁU NÃO TỤ MÁU DƯỚI MÀNG CỨNG ABSCESS NÃO LAO MÀNG NÃO TIẾN BỘ VÀ PHÁT TRIỂN Các ứng dụng và phát triển -Tăng tốc độ ghi hình (real time) -Chi tiết giải phẫu -Khả năng tái tạo (2D, 3D, Virtual endoscopy) -Perfusion CT -PET- CT Máy PET/ CT Scanner (kết hợp CT và PET) Hình PET/ CT Ung thư thận di căn tuỵ L’endoscopie virtuelle CT tương lai ? 4 D-CT (4 dimentional CT) -Kỹ thuật hình ảnh giá trị (Hình ảnh chuẩn, chi tiết giải phẫu tốt, không xâm phạm (non invasive) ). -Chỉ định rộng rãi -Kết hợp lâm sàng-hình ảnh -Sử dụng hiệu quả Kết luận XIN CÁM ƠN