سی تی کولونوسکوپیCT Colonoscopy



کولن اسکوپی با CT :

تقریباً اغلب کانسرهای کولون ورکتوم از تغییرات پولیپهای خوش خیم کولن بوجود می آید . در سال 1983 ، CT اسکن بعنوان روشی برای نمایش پولیپهای کولن معرفی شد ولی تا سال 1994 که CT اسپیرال به بازار عرضه شد نقش چندانی نداشت . توانایی CT هلیکال برای به تصویرکشیدن سطوح داخلی اعضای لوله ای و بدن منجر به ابداع روش virtual endoscopy یا اندوسکوپی مجازی گردید . و کمک بسیاری به بررسی روده ها ، راههای هوایی ، عروق خونی و مجاری ادراری نمود .
در روش ( CT Colonoscopy ) CTC کولون را با گاز یا CO2 کرده تصاویر دوبعدی یا سه بعدی تهیه می کنند . شکل 1 مقاطع کرونال ، ساژینال و آگزیال را از کولون نشان می دهد پولیپهای متعدد در دیواره سکوم بخوبی مشاهده می شوند . سطح داخلی ساختمانهای لوله ای شکل را می توان با بازسازیهای SSD ( Surface shaded display ) یا VRT (Volume vendering tecknic ) بررسی بیشتری نمود .
در بازرسی SSD با تعیین سطح صحیح پیکسل های با جذب مشابه مثلاً 1000- تا 900- ( واحد هانسفیلد ) برای اندامهای پر از هوا یا 400 تا 150 برای عروق خونی حاوی کنتراست بطور انتخابی نمایش داده می شوند . در بازسازی VRT : با تعیین صحیح منحنی اوپاسیتی یا کدورت ، کنتراست مناسب بین پیکسلها برقرار می گردد .

                                                                 
روش کار : از دو روز قبل از آزمایش ، بیمار از خوردن مواد خوراکی جامد و سفت پرهیز داده می شود و تنها از مایعات و سوپ استفاده می کند . دو روز قبل از آزمایش روغن کرچک در دو نوبت ( صبح و عصر ) تجویز می شود و روز قبل در دو نوبت ( صبح و عصر ) از قرص یا شیاف بیزاکودیل استفاده می کند .
می توان از ضد اسپاسم ها مانند گلوکاگون نیز جهت کاهش حرکات دودی روده و کاهش آرتیفکت در دستور آمادگی شکم استفاده نمود . قبل از شروع CT کاتتر فولی در رکتوم کارگذاشته شده و گاز2 CO بطور ممتد به رکتوم اعمال می شود سپس بیمار چندین بار روی تخت بدور خود می چرخد تا اتساع روده ها به نحو بهتری صورت پذیرد .

                                                               


برشهای CT از شکم و لگن در دو حالت سوپاین و پرون انجام می شود ، معمولاً با کلیماسیون mm 5/2 *4 . بازسازی تصاویر در فواصل 25/1 میلی متری صورت می گیرد . ( میتوان در افراد مسن که از نظر تنفس همکاری ندارند با افزایش سرعت تخت زمان اسکن را کاهش داد ) . عامل موثر دیگر در کولن اسکوپی علاوه بر آمادگی صحیح بیمار و فاکتورهای تکنیکی CT ، بازسازیهای مناسب جهت تفسیر تصویر است .
اگر چه تصاویر دو بعدی اگزیال و MPR در تشخیص ضایعات کولون بویژه پولیپها کمک کننده است ولی بازسازی سه بعدی نقش خیلی مهمی در این امر دارد . مرور تصاویر اگزیال در فرمت سینمایی یا stack نیز در تفسیر تصاویر تاثیر گذار است
. دو نوع تکنیک یا روش در بازسازی VRT وجود دارد :

۱- orthographic external rendering این تکنیک متداولترین روش VRT است و برای مشاهده و بررسی خارجی روده ها می باشد . البته می توان با تعیین برشهای بازسازی از سطح داخل نیز تصویر گرفت . 
2- immersive perspective rendering این تکنیک برای نمایش سطح داخلی اعضاء تو خالی و است و مشابه اندوسکوپی روده هاست. در شکل 1 و 2 نمونه هایی از این نوع VRT را مشاهده می کنید . آندوسکوپی علاوه بر کولونوسکوپی در بررسی پاره ای از ضایعات خوش خیم مانند سنگهای کیسه صفرا ، کیستهای کبدی و کلیوی ، توده های حجم کلیه یا آنوریسم کارآیی دارد اما امروزه در کولونوسکوپی بویژه تشخیص پولیپها جایگاه ویژه ای پیدا کرده است . تحقیقات علمی نشان داده است اگر چه کولونوسکوپی در تشخیص پولیپهای زیر 6 میلی متر حساسیت کمتری دارد ولی برای پولیپهای بزرگتر از 1 سانتی متر و نیز توده های کولورکتال اندیکاسیون خوبی است .
. CTC نیز مانند هر روشی علیرغم کاربردهایش معایبی نیز دارد که یکی از آنها وقت گیر بودن آزمایشی است زیرا علاوه بر زمان اسکن ، بازسازیهای پس از اسکن نیز نیاز به صرف وقت دارد. یکی دیگر از معایب CTC تاثیر آمادگی نامناسب روده ها در تفسیر نادرست تصویر توسط رادیولوژیست است و وجود محتویات باقیمانده شکمی می تواند خطای تشخیصی را در بر داشته باشد . اخیراً نرم افزارهایی به بازار آمده است ( CAD = computer aided-detection ) که کمک بسیاری در تشخیص ضایعات کولون می نماید .
بیمار 24 تا 48 ساعت قبل از CT از کنتراست خوارکی یا دانسیته بالا استفاده می کند که کاملاً کولون را اوپاک می کند . یک سری CT پس از اعمال گاز از بیمار گرفته می شود سپس با استفاده از نرم افزار کامپیوتری مخصوص محتویات کولون حذف شده تنها محافظ موکوسی کولورکتال بجا می ماند . با مشاهده ضایعه مشکوک و کلیک روی آن ، کامپیوتر با بازسازیهای دو بعدی و سه بعدی ، نماهای مختلفی از ضایعه را ارائه می دهد که به تشخیص نهایی کمک بسیار می نماید .
مزیت این تکنیک آن است که فقط یک سری CT بصورت سوپاین یا پرون انجام می شود بنابراین هم دوز دریافتی بیمار و هم زمان مورد نیاز کاهش قابل ملاحظه ای می یابد .. 3D کیفیت تصویر 3D بستگی به کیفیت اطلاعات دریافتی از سی تی بیمار دارد . بدون توجه به تکنیک مناسب ،‌ دستیابی به تصاویر مطلوب سه بعدی غیر ممکن است .
برای نیل به این هدف پارامترهای متعددی باید در نظر گرفته شوند این پارامترها شامل پارامترهای اسکن ( ضخامت برش ،‌ فاصله بین برشها و ... ) ، فاصله زمانی مناسب بین تزریق کنتراست و شروع اسکن و برخی فاکتورهای دیگر هستند . از بین همه عوامل موثر در کیفیت 3D ، کاتهای ظریف با فاصله های ظریف را باید بعنوان یک کلید اصلی در نظر گرفت .
در گذشته از پروتکلهای 4 میلی متری با فاصله 3 میلی متری غالباً استفاده می شد . اما امروزه با استفاده از دستگاه های مولتی اسلایز این پروتکلها تغییر کرده است : در اسکنر چهار اسلایز از کلیماسیون 1 میلی متر و ضخامت 25 /1 میلی متر با فاصله 1 میلی متر استفاده می شود . در اسکنر 16 اسلایز کلیماسیون و ضخامت 75/0 میلی متر با فاصله 5/0 میلی متر امکان پذیر است که سبب بهتر شدن کیفیت تصویر 3D اسکنر 16 اسلایز نسبت به چهار اسلایز می گردد .
انتخاب KV ماکزیمم و میلی آمپر ثانیه ( mAS ) بستگی به نوع اسکنر دارد ولی در هر حالت تعادل بین دوز دریافتی بیمار و کیفیت تصویر را باید حفظ نمود . برای به روز کردن پروتکلها سایت www.CTIsus.com می تواند راهنمای خوبی باشد . در صورتیکه اسکن بیمار همراه با تزریق وریدی ماده حاجب باشد ( مثلاً در CT آنژیوگرافی ) زمان بندی تزریق و شروع اسکن بسیار حائز اهمیت است .
معمولاً برای فاز شریانی ، اسکن 25 ثانیه پس از شروع تزریق و برای فاز وریدی 55 ثانیه پس از شروع تزریق آغاز می گردد . برای تعیین دقیق تر این زمان می توان از برنامه test-bolus injection استفاده کرد به این صورت که عددی را برای واحد هانسفیلد تعریف کرده ( 150-100 ) و ROI را در محل مورد نظر مثلاً‌ آئورت یا IVC قرار می دهند . کاتهای مقدماتی همراه با تزریق کنتراست گرفته می شود هر گاه عدد هانسفیلد ROI به میزان تعیین شده رسید CT اصلی شروع می شود .   

عامل موثر دیگر در کیفیت 3D الگوریتم بازسازی است . در بررسی ضایعات استخوانی الگوریتم استخوان برای برشهای اگزیال انتخاب می گردد ولی در بازسازی 3D بویژه volume rendering این الگوریتم سبب بروز نویزهای تصویری می گردد . تکنیک rendering برای پردازش تصویر 3D : این تکنیک مهمترین الگوریتم کامپیوتری برای تبدیل تصاویر اگزیال به 3D است . روشهای مختلفی برای این منظور وجود دارد که می توان آنها را بدو دسته تقسیم نمود . 1- تکنیکهای ترشولدینگ thresholding یا سطحی 2- تکنیکهای نیمه شفاف semitransparent یا حجمی یا درصدی در هر دو تکنیک سه مرحله اساسی وجود دارد :
1- تشکیل حجم یا volume که شامل دریافت اطلاعات تصویری و stack کردن آنها جهت تشکیل حجم و پردازش اولیه روی‌ آنها است . پردازش اولیه ، interpolation ،‌ resampling ، smooth کردن و edit تصاویر مزاحم را شامل می گردد.
. 2- مرحله طبقه بندی یا classification . در این مرحله انواع بافتهای موجود در هر واکسل تعیین می شود . چهار نوع بافت : چربی ، نسج نرم ، استخوان و بافت حاوی ماده حاجب برای این منظور در نظر گرفته می شود . 3- مرحله نمایش تصویر یا projection . اطلاعات حجمی طبقه بندی شده را بصورت 3D از راستاهای مختلف نشان می دهد . تکنیک ترشولدینگ یا سطحی در تکنیک ترشولدینگ برای هر نوع بافت 2 عدد را باید در نظر گرفت : ترشولدینگ ماکزیمم و ترشولدینگ مینیمم . سیگنال واکسل بافت مورد نظر باید در محدوده ترشولد تعیین شده قرار گیرد مثلاً برای تصویر 3D از استخوان حداقل ترشولد حدود HU 100 و حداکثر حدود HU3000 تعیین می شود .
در مرحله طبقه بندی ، شدت سیگنال حاصل از هر واکسل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و نسبت به مقادیر تعیین شده ترشولد سنجیده می شود ، اگر شدت سیگنال در محدوده تعیین شده یک بافت ، قرار گیرد نشانگر این است که واکسل از همان بافت است و بر عکس . حدود تعیین شده برای بافتهای مختلف نباید تداخل داشته باشند . در این تکنیک هر واکسل یا صددرصد یا صفردرصد از یک نوع بافت را نشان می دهد و برای هر نوع بافت یک رنگ خاص با سطحی از شفافیت transparency در نظر گرفته می شود . پس از این مرحله ، تصویر استخراج شده و می توان از راستاهای مختلف آنرا نمایش داد .
تکنیک ترشولدینگ از محدودیتهایی برخوردار است که مهمترین آنها این است که واکسل هایی که میانگین حجم دلالت دارند بعبارت بهتر ترکیبی از بافتهای مختلف هستند بطور صحیح طبقه بندی نمی شوند . تاثیر این نقص طبقه بندی در مرز بین دو بافت به حداکثر می رسد . مثلاً تصویرگیری از واکسلی که از استخوان و نسج نرم مجاور تشکیل یافته با تکنیک ترشولدینگ به مشکل برخورد می کند . همچنین در واریاسیونهای آناتومیکی و حالتهای پاتولوژیک این تکنیک کارآیی خوبی ندارد برای مثال ترشولدی که در یک استخوان سالم استفاده می شود در بیمار استئوپنی سبب نمایش تصاویر کاذب شبیه سوراخ دراطلاعات و تصویر نهایی می گردد . این تکنیک به نویزهای تصویر هم بسیار حساس است .
میزان کمی نویز می تواند با تاثیرگذاری روی مقادیر تضعیف یا واحدهانسفیلد باعث طبقه بندی نادرست واکسل ها گردد و مثلاً واکسلی را که از استخوان تشکیل یافته بعنوان واکسل نسج نرم شناسایی کند . به این ترتیب معایب مذکور در کیفیت تصویر اثر نامطلوب می گذارد : سوراخهای کاذب یا ساختگی ، مرز یا حد فاصل نادرست بین بافتهای مختلف و اغراق در نمایش جزئیات شکستگیها. این تکنیک علیرغم این محدودیتها مزیتی مهم نیز دارد که سرعت بازسازی است . زیرا برای تولید تصویر محاسبات زیادی نیاز ندارد .
اگر چه استفاده های بالینی از این تکنیک غالباً به بررسی های ساختمان اسکلتی مربوط می شود و تا حدودی در CT آنژیوگرافی برای نمایش آئورت و شاخه های عروقی نیز کارآیی دارد ولی لازم به یادآوری است که اگر در تصویر نهایی کمتر از 10 درصد اطلاعات حقیقی نمایش داده می شود نمی توان از محدودیتهای این تکنیک چشم پوشی کرد . به همین دلیل استفاده از این تکنیک روز به روز کاهش یافته و شاید در آینده نزدیک تنها در تاریخچه 3D نام برده شود . تکنیک حجمی یا درصدی ( VRT ) در این تکنیک که در سال 1980 ارائه شد بر خلاف تکنیک قبلی از طبقه بندی درصدی استفاده می شود . در روش ترشولدینگ طبقه بندی هر واکسل تابع قانون همه یا هیچ است در حالیکه در این روش هر واکسل می تواند ترکیبی از چند بافت را داشته باشد و مقدار هر بافت بین 0% و 100% متغییر است . بنابراین تخمین واکسل ها به واقعیت نزدیکتر خواهد بود .
در مرحله طبقه بندی شدت سیگنال حاصل از واکسلهای مختلف بصورت درصد بین صفر و صد محاسبه می گردد پس از اینکه همه اطلاعات بصورت درصد درآمد برای تشکیل تصویر پردازش می شود هر بافت و نیز هر واکسل بصورت یک رنگ و شفافیت trausparency در نظر گرفته می شود و در نهایت روی مونیتور نمایش داده می شود . این تکنیک در مقایسه با تکنیک ترشولدینگ به محاسبه کامپیوتری زیادی نیاز دارد ولی از آرتیفکتهای مطرح شده در تکنیک قبلی اثری دیده نمی شود . یکی از مزیتهای اساسی این تکنیک قابلیت آن در تغییر اوپاسیته یا تیرگی تصویر است که انتخاب انواع مختلف بافتها را جهت نمایش ممکن می سازد .

             جنرال الکتریک  GE                                     
با تعیین مناسب اوپاسیته ساختمانهایی که جلوتر واقع شده اند قسمتهای خلفی و دورتر را می پوشانند . اوپاسیته می تواند از صفر تا صددرصد متغییر باشد . مقادیر بالای اوپاسیته می تواند تصاویری شبیه SSD ارائه کند که جزئیات سطح ارگان را بخوبی نمایش دهد . اوپاسیته پائین مشاهده داخلی ساختمانها را ممکن می سازد و بویژه در بررسی استخوان و نسج نرم و رابطه آنها با عروق بسیار مفید است . اما قابلیت تغییر اوپاسیته معایبی هم دارد که از آن جمله تاثیر آن در سایز و اندازه است و سبب بروز خطا در برخی موارد می گردد . برای مثال مقادیر بالای اوپاسیته ممکن است عناصر را بزرگتر و اوپاسیته پائین آنهارا کوچکتر از اندازه واقعی نشان دهد .
هنگامی که از تکنیک volume vendering برای اندازه گیریهای کمی استفاده می شود حداکثر دقت را باید در نظر گرفت . در هر صورت جامعه تصویربرداری پزشکی VRT را در شاخه های مختلف مانند CT آنژیوگرافی ، انکولوژی ،‌ اورتوپدی و تصویربرداریهای مجازی مانند کولونوسکوپی و برونکوسکوپی در اولویت قرار داده است .   . ( Maximum – intensity project ) MIP تکنیک دیگر که به صورت روتین برای CT آنژیوگرافی استفاده می شود MIP است . پایه و اساس این تکنیک بسیار ساده تر از VRT است و پیکسل ها را متناسب با تضعیف شان با طیف خاکستری نشان می دهد .
MIP برای بررسی های عمقی تکنیک مناسبی نیست و نمی تواند جزئیات پارانشیمی را بخوبی نمایش دهد بنابراین برای بررسی ارگانهایی مثل پانکراس یا کبد محدودیت دارد اما در بررسیهای عروقی و آنژیوگرافی در اولویت قرار دارد . شکل زیر مقایسه VRT و MIP را نشان می دهد . در قسمت ( MIP ) D,A شاخه های عروقی را با جزئیات بیشتری نسبت به تصویر ( VRT ) B,C مشاهده می کنید . البته با VRT نیز می توان عروق را بررسی کرد ولی نیاز به تنظیم دقیق تر پارامترهای rendering دارد .
با کمک VRT و MIP تومور با اندازه یک سانتی متر بهمراه شاخه های کلاترال عروقی به تصویر کشیده شده است . البته MIP نیز مانند هر تکنیکی علیرغم مزایایش معایب و محدودیتهایی دارد که یکی از این محدودیتها در اندازه گیری عروق کوچکی است که بصورت مایل واقع شده اند وسبب بروز خطا در اندازه گیری میزان تنگی یا انسداد عروق می گردد .
محدودیت دیگر ، اتلاف زمان لازم برای ویرایش تصویر و حذف قسمتهای مزاحم می باشد . خوشبختانه با دستگاه های جدید این مشکل تا حد زیادی برطرف گردیده است . زیرا قالبهایی را برای نمایش MIP بکار گرفته اند که نیاز به ویرایش را از بین می برد . در شکل 5 ، CT آنژیوگرافی از تنه سلیاک و شریان مزانتریک فوقانی را با مولتی اسلایز B اسلایز با استفاده از VRT ( A ) و ( B ) MIP مشاهده می کنید . از آنجایی که در بازسازیهایی VRT سلیقه اوپراتور بسیار دخیل می باشد و انجام VRT و تنظیم صحیح اوپاسیته و درصد نیاز به تعلیم و آموزش دارد این امر سبب گردیده است تا MIP جایگاه ویژه ای در CT داشته باشد .