vol. 3 6/2014 Inżynier i Fizyk Medyczny
296
artykuł
\
article
radiologia
\
radiology
Wadą podstawową powyższych rozwiązań
jest konieczność stosowania dedykowanego
protokołu dla tomografii dwuenergetycznej.
Badanie wieloenergetyczne wykonywane jest
jako niezależne, samoistne skanowanie. Ozna-
cza to, że będziemy je stosować u pacjentów,
u których zostało już wykonane badanie TK,
a jego rezultat jest niezadowalający. Zazwyczaj
generuje to niemal potrójną dawkę promienio-
wania dla pacjenta, na którą składają się podsta-
wowe badanie CT oraz badanie dwuenergetycz-
ne (złożone z dwóch badań 80 i 140 kV). O ile
badanie dzieci z niskim napięciem anodowym
jest zalecane i pozwala ograniczać dawkę, o tyle
w przypadku dorosłych, szczególnie otyłych
pacjentów, badanie z napięciem 80 kV wymusi stosowanie bardzo
wysokich nastaw prądu anodowego i finalnie prowadzi do odwrot-
nego skutku – ogromnej dawki promieniowania pochłoniętej przez
pacjenta. W skrajnych przypadkach pacjent może otrzymać nawet
poczwórną dawkę promieniowania (w stosunku do badania jedno-
energetycznego). W czasach dominacji zasady ALARA nie jest to pre-
ferowane rozwiązanie w środowisku radiologicznym.
Częściowym i kompromisowym rozwiązaniem tego problemu jest
zawężenie badania dwuenergetycznego do obszaru zainteresowa-
nia, ale w takiej sytuacji pojawia się problem analizy danych pocho-
dzących z dwóch różnych badań: jedno- i dwuenergetycznego.
Reasumując, tomografia dwuenergetyczna w tradycyjnym ujęciu
realizowana poprzez zmianę napięcia anodowego:
––
jest badaniem dodatkowym,
––
zwiększającym dawkę otrzymywaną przez pacjenta,
––
wydłużającym czas badania,
––
podnoszącym koszty.
Na czym polega unikalność
systemu IQon
W roku 2013 na Kongresie RSNA firma Philips zaprezentowała tomo-
graf IQon – pierwszy komercyjnie dostępny tomograf spektralny. Świat
radiologiczny natychmiast dostrzegł potencjał tego rozwiązania, a fir-
ma Frost Sullivan przyznała tomografowi IQon tytuł najważniejszej
premiery radiologicznej roku. Przełom, jaki się dokonuje, nie polega na
zwiększeniu liczby warstw, czy też przyśpieszeniu czasu obrotu. Zrede-
finiowany został sposób wykonywania badania TK.
Lampa RTG nie emituje promieniowania monoenergetycznego, ale
jego całe spektrum. Fakt ten stał się podstawą koncepcji tomografu
spektralnego. Tomograf IQon posiada detektor Nano Panel Prism o bu-
dowie warstwowej. Bezpośrednio nad sobą umieszczono dwa detek-
tory rejestrujące promieniowanie o różnej energii. Pierwsza warstwa
odpowiada za odczyt promieniowania o niskiej energii i jest przy tym
całkowicie transparentna dla promieniowania wysokoenergetycznego,
które mierzone jest w drugiej warstwie. Tym samym badanie dwuener-
getyczne wykonywane jest w sposób jednoczasowy, tą samą wiązką
promieniowania, bez wykonywania dodatkowego skanu (czyli bez
analizować w tradycyjnych badaniach dzięki poprawie algorytmów
rekonstrukcyjnych, a artefakty od implantów metalowych można
wyeliminować dzięki zastosowaniu rekonstruktorów iteracyjnych.
O tym również była już mowa na łamach „IFM”.
Pozostaje jednak szereg aplikacji, w których bez zastosowania tech-
niki dwuenergetycznej nie jesteśmy w stanie postawić prawidłowej
diagnozy. Wynika to z podstaw fizycznych badania tomograficznego.
Opiera się ono w całości na pomiarze współczynnika osłabienia promie-
niowania rentgenowskiegowbadanymobiekcie. Zdarza się, że niektóre
struktury anatomiczne mimo swej odmienności w tym samym stopniu
absorbują promieniowanie rentgenowskie (przy danej energii) i są nie
do rozróżnienia na otrzymywanym obrazie. Badanie z pojedynczą ener-
gią nie daje wtedy odpowiedzi. Musimy sięgnąć po bardziej zaawanso-
wane narzędzie, jakim jest tomografia dwuenergetyczna.
Jak dotychczas była realizowana
tomografia wieloenergetyczna?
Tomografia dwu- i wieloenergetyczna jest niczym innym, jak zesta-
wem dwóch lub więcej badań wykonanych z różną energią. W tomo-
grafii komputerowej energia promieniowania rentgenowskiego jest
zależna od napięcia anodowego. Im wyższe napięcie, tym wyższą
energię posiada promieniowanie rentgenowskie. Biorąc pod uwa-
gę fakt, że detektory tomografów komputerowych nie są w stanie
różnicować energii promieniowania, musimy poszczególne badania
składające się na badanie wieloenergetyczne wykonywać z różnymi
nastawami napięcia anodowego. Aby efekt zróżnicowania był jak naj-
większy, używa się w tym celu skrajnych napięć, zazwyczaj naprze-
miennie 140 i 80 kV. Można wymienić trzy sposoby wykonywania
badania:
––
w czasie dwóch bezpośrednio następujących po sobie obrotów,
––
w układzie z dwoma lampami i dwoma detektorami,
––
z szybkim przełączaniem napięcia anodowego w czasie obrotu.
Wiele można by dyskutować nad zaletami i wadami poszczegól-
nych rozwiązań, ale ważniejsze są generalne ograniczenia metody
dwuenergetycznej realizowanej poprzez przełączanie napięcia
anodowego. Przesunięcie czasowe pomiędzy zestawami danych
nisko- i wysokoenergetycznych, które w największym stopniu róż-
nicuje powyższe metody, można uznać za nieistotne.
Rys. 1
. Jod (składnik środków kontrastowych) i wapń
(składnik blaszek miażdżycowych) na obrazie monoener-
getycznym są praktycznie nie do rozróżnienia
Rys. 2
. Zależność jednostek Hounsfielda od energii pro-
mieniowania pozwala na różnicowanie poszczególnych
struktur w tomografii dwuenergetycznej
