Obrazowanie naczyń w angioTK

Dr n. med. Jan Baron

Zakład Radiologii Katedry Radiologii Wydziału Lekarskiego Śląskiej Akademii Medycznej

Pierwsze doniesienia na temat wykorzystania spiralnej tomografii komputerowej w diagnostyce naczyniowej pojawiły się w roku 1992 (Napel i wsp, Harbaugh i wsp.). Dotyczyły one zastosowania angio TK w rozpoznaniu chorób naczyniowych OUN. Do chwili obecnej angioTK znalazła swoje miejsce w codziennej praktyce klinicznej, a postęp techniczny otwiera przed tą metodą nowe dziedziny kliniczne. Dokładność diagnostyczna angio TK zależy od osiągnięcia maksymalnej rozdzielczości przestrzennej, co ogranicza zasięg obrazowania.

Wprowadzona w ostatnich latach wielorzędowa tomografia komputerowa (ang. multislice CT, MSCT) pozwala na zwiększenie zasięgu obrazowania przy zachowaniu rozdzielczości przestrzennej.

• W angio TK objętość jest obrazowana skan po skanie. Czas badania pojedynczej warstwy zależy od szybkości rotacji lampy (od 0,5 do 1s). Sprawia to, że angio TK jest mało wrażliwe na artefakty ruchowe. Tylko szybkie ruchy (głębokie oddychanie, ruchy serca) będą powodowały poważne artefakty.

• W MRA w trakcie sekwencji dane są zbierane z całej badanej objętości, dlatego artefakty ruchowe obniżają jakość obrazu całej objętości badanej.

• unikalna właściwość angio TK - uwidocznienie zwapnień, szczególnie przydatna w obrazowaniu naczyń - obecność zwapnienia często wyznacza miejsce patologii. Wada: w trakcie post -processingu można pomylić zwapnienie z zakontrastowanym naczyniem i zafałszować wymiar naczynia.

• MSCT zwiększa objętość obrazowaną w czasie pojedynczego wdechu z zachowaniem rozdzielczości przestrzennej.

• Aparat wielowarstwowy - bada cztery lub więcej rzędów jednocześnie, z cienką kolimacją - grubość warstwy 0,5mm. Zbiór danych, np. ponad 400 nakładających się warstw, następnie podlega post-processingowi.

• rozdzielczość w osi długiej jest równa rozdzielczości w osi X-Y (aktualnie: 0,6 x 0,6 x 0,5mm sześciennego).

• Rozdzielczość przestrzenna angioTK jest aktualnie wyższa niż w MRA;

• Obrazowanie danej objętości jest znacznie szybsze w MSCT - użycie środka kontrastowego jest bardziej wydajne - można zredukować dawkę

• Mniejsze artefakty z klipsów metalowych i stentów przy obrazowaniu cienkimi warstwami

• Szybsze badanie, większa ilość pacjentów, mniejszy koszt badania

• Dawka promieniowania w MSCT - problem jeszcze nie opracowany - często badania wielofazowe, powtarzane - niepublikowane dane sugerują, że dawka w MSCT jest mniejsza niż w DSA

Zastosowanie kliniczne angioTK:

1. AngioTK w diagnostyce naczyń OUN.

• Rozpoznanie tetniaków tętnic mózgowych jest problemem klinicznym, w którym angioTK odniosła największy „sukces”, zmieniając dotychczasowy schemat postępowania diagnostycznego. Czułość angioTK w rozpoznawaniu obecności tętniaka wynosi 94% a swoistość 90% w porównaniu do zabiegu operacyjnego. AngioTK cechuje się wysoką dokładnością w określeniu lokalizacji tętniaka (czułość 96% w porównaniu z operacją) oraz wystarczającą dokładnością w rozpoznawaniu szczegółów morfologii tętniaka ułatwiających planowanie zabiegu operacyjnego lub terapii wewnątrznaczyniowej (szerokość worka i szyjki tętniaka, obecność skurczu naczyniowego). Problemem pozostaje obrazowanie małych tetniaków (poniżej 2mm) i brak możliwości określenia kierunku napływu krwi do tętniaka tętnicy łączącej przedniej. Możliwość wykonania badania angioTK bezpośrednio po rozpoznaniu w TK krwotoku podpajęczynówkowego sprawia, że angioTK stała się metodą z wyboru w przypadku SAH, pozostawiając angiografię cewnikową badaniem rozstrzygającym w przypadkach niepewnych i trudnych diagnostycznie.

Ryc 1-2: AngioTK tętnic mózgowych,

rekonstrukcja SSD i MIP - tętniak MCA lewej.

• W diagnostyce malformacji naczyniowych OUN angioTK spełnia rolę pomocniczą w stosunku do angiografii cewnikowej, przede wszystkim ze względu na skomplikowaną architekturę malformacji i brak możliwości określenia warunków przepływu w ich obrębie. Zaletą angioTK jest uwidocznienie zmian zakrzepowych w obrębie malformacji. Wzrastająca liczba badań angioTK sprawia, że często jest to pierwsza metoda uwidaczniająca malformację i nadająca kierunek dalszemu postępowaniu. Zwiększenie zasięgu obrazowania w MSCT pozwala uwidaczniać malformacje położone poza poziomem koła tętniczego mózgu.

Ryc. 3-4: AngioTK tętnic mózgowych - AVM

• 
  AngioTK jest obok USG i angioMR jedną z metod nieinwazyjnego obrazowania zwężeń tętnic mózgowych i szyjnych w przypadku objawów niedostateczności krążenia mózgowego. Do tej pory żadna z metod nieinwazyjnych nie zdołała całkowicie zastąpić angiografii cewnikowej. Dokładność diagnostyczna angioTK w rozpoznawaniu ciężkich i krytycznych zwężeń tętnic szyjnych wynosi od 89 do 100% i przewyższa angioMR (bez wzmocnienia kontrastowego) w różnicowaniu zwężenia krytycznego i niedrożności. AngioTK jest przydatne w przypadku trudnych warunków anatomicznych, utrudniających badanie USG, jak otyłość, wysoki podział tętnic szyjnych, obecność pętli i zagięć naczyń szyjnych. AngioTK cechuje się dużą dokładnością w obrazowaniu zwapnień, natomiast morfologia miękkich blaszek miażdżycowych, posiadających największe znaczenie kliniczne, jest lepiej widoczna w USG i MR. Inne wady angioTK, jak wrażliwość na artefakty ruchowe i ograniczony zasięg badania mają mniejsze znaczenie w MSCT. Dokładność MSCT w określaniu stopnia stenozy wynosi 97%, specyficzność 96% w porównaniu do DSA i przewyższa badanie USG (91% i 69%). MSCT pozwala na obrazowanie całego krążenia mózgowego, od łuku aorty do rozgałęzień wewnątrzczaszkowych. Ryc. 5: angioTK tt. szyjnych, rekonstrukcja MIP: stenoza ICA

2. Obrazowanie zatorowości płucnej

Zainteresowanie nieinwazyjnymi metodami obrazowania zatorowości płucnej wywodzi się z dużego odsetka powikłań związanych z angiografią (6%, śmiertelność 0,5%) oraz faktu, że u około 66% chorych z podejrzeniem zatorowości płucnej scyntygrafia i badanie kliniczne nie pozwalają na postawienie jednoznacznej diagnozy.

AngioTK umożliwia równoczesne obrazowanie bezpośrednich i pośrednich cech ostrej i przewlekłej zatorowości płucnej. Cechuje się dużą dokładnością (czułość 91% - 100%, swoistość 78% - 96%) w obrazowaniu zatorów do poziomu tętnic segmentarnych. Wykazuje przewagę nad arteriografią tętnic płucnych w rozpoznaniu przewlekłej zatorowości, charakteryzującej się obecnością skrzeplin przyściennych, nieregularnym pogrubieniem ściany naczyń lub amputacją naczyń segmentarnych. Równoczesne obrazowanie płuc pozwala na dokładną ocenę pośrednich cech zatorowości, jak: krwawienie, zawał i zapalenie płuca, zmiany bliznowate i obecność płynu w jamie opłucnowej w przypadku zatorowości ostrej lub mozaikowy typ przepływu w tętnicach płucnych, cechy nadciśnienia płucnego i niewydolności prawej komory serca oraz zwiększony przepływ przez tętnice oskrzelowe w zatorowości przewlekłej.

Przyczyną błędów diagnostycznych w rozpoznaniu zatorowości w angioTK jest niewystarczające zakontrastowanie tętnic płucnych. Ze względu na bardzo krótki pasaż przez krążenie włośniczkowe i dużą ilość połączeń tętniczo-żylnych faza żylna pojawia się 5 - 10s po fazie tętniczej, przez co j selektywne uwidocznienie tętnic wymaga bardzo krótkiego czasu badania i małego opóźnienia. Duże stężenie kontrastu w żyle głównej górnej powoduje artefakty, wymagające czasem zastosowania subtrakcji. Wprowadzenie wielorzędowych aparatów TK umożliwia skrócenie czasu badania, ułatwiając obrazowanie tętnic płucnych w fazie najbardziej intensywnego wzmocnienia po podaniu środka kontrastowego. Równocześnie pozwala na badanie chorych niespokojnych, w ciężkim stanie, z dusznością. Ta cecha, oraz mała wrażliwość na artefakty ruchowe powoduje, że angioTK ma przewagę nad angioMR w obrazowaniu zatorowości płucnej. AngioTK pozwala na równoczesne diagnozowanie zakrzepicy żylnej miednicy i kończyn dolnych bez podania dodatkowego środka kontrastowego.

W schemacie postępowania diagnostycznego w zatorowości płucnej angioTK jest badaniem drugiego rzutu, wyjaśniającym niejednoznaczne wyniki scyntygrafii i pozwalającym uniknięcia bezpośredniego przejścia do angiografii tętnic płucnych.

3. Obrazowanie tętnic wieńcowych w angioTK.

Wprowadzenie MSCT umożliwiło szersze niż dotychczas zastosowanie TK w kardiologii klinicznej. MSCT uwidacznia całą objętość serca w trakcie jednego wdechu, przy stosowaniu protokołu obrazowania tętnic wieńcowych w wysokiej rozdzielczości (4 x 1mm, 12cm w ciągu 18s). Zastosowanie bramkowania EKG zmniejsza artefakty ruchowe. Długość odcinka tętnicy widocznego w MSCT bez artefaktów wynosi średnio 78%: od 75% w RCA do 100% w LMCA.

Obecnie trwają prace nad określeniem dokładności angioTK w obrazowaniu tętnic wieńcowych. Wstępne wyniki wskazują na przewagę MSCT nad angioMR w obrazowaniu głównych pni tętnic wieńcowych (czułość 88%, specyficzność 93% w porównaniu do koronarografii). AngioTK pozwala zróżnicować zwężenia ciężkie, średnie i łagodne, poprawnie określając stopień stenozy w 82%.

Obiecujące rezultaty stwarza możliwość monitorowania drożności tętnic wieńcowych po angioplastyce, by-passach i wszczepieniu stentów.

MSCT ma większą niż jednorzędowe TK i EBCT dokładność w pomiarze zwapnień w tętnicach wieńcowych, tzw.: „calcium scoring”, co umożliwi ocenę wpływu leczenia na objętość blaszek i częstość epizodów wieńcowych. Trwają również badania nad rolą MSCT w obrazowaniu morfologii miękkich blaszek miażdżycowych. Wadą angioTK jest jednoczesne kontrastowanie tętnic wieńcowych i jam serca, co nie ma miejsca w trakcie selektywnego cewnikowania tętnic wieńcowych w tradycyjnej koronarografii. Zaletą angioTK jest nieinwazyjność i możliwość wykluczenia innych patologii, jak masy wewnątrzsercowe i guzy serca.

4. Obrazowanie aorty w angioTK.

AngioTK pozwala na rozpoznanie schorzeń aorty, jak tętniaki, rozwarstwienia, krwiaki śródścienne czy zwężenia. MSCT umożliwia zbadanie całej długości aorty od łuku do tętnic biodrowych w trakcie jednego wdechu lub uwidocznienie jednego odcinka aorty w krótszym czasie (15s), co ułatwia badanie chorych w stanie ciężkim, niewspółpracujących. Wadą obrazowania aorty są artefakty z ruchu serca i naczyń, które mogą być wyeliminowane za pomocą bramkowania EKG.

• urazy aorty:

tylko10-20% pacjentów przeżywa pierwsze chwile po urazie, z czego 40% umiera w ciągu 24h. Częstym następstwem urazu jest tętniak workowaty łuku aorty. AngioTK umożliwia uwidocznienie krwotoku płucnego lub śródpiersiowego, rozdarcia aorty, wynaczynienia środka kontrastowego lub zobrazowanie tętniaka rzekomego. Wynik angioTK jest podstawą planowania zabiegu operacyjnego. AngioTK przewyższa aortografię w ocenie rozdarcia aorty (czułość 100% w stosunku do 94%) chociaż ma mniejszą specyficzność (81% vs 96%). Badanie angioTK może być przeprowadzone znacznie szybciej niż aortografia, umożliwiając równoczesna ocenę naczyń, tkanek miękkich i struktur kostnych u ofiar urazu wielonarządowego. Aortografia jest zalecana w przypadkach bez towarzyszącego krwiaka śródpiersiowego, celem uniknięcia fałszywie pozytywnych rozpoznań.

• tętniak miażdżycowy aorty:

najczęściej występuje w aorcie brzusznej, częściej u mężczyzn. Przedoperacyjna ocena tętniaka obejmuje: pomiar szerokości i długości szyjki bliższej i dalszej, stosunek do tętnic nerkowych i krezkowych, ocenę ewentualnego zagięcia lub krętego przebiegu aorty, ocenę objętości skrzepliny w świetle tętniaka oraz ocenę i pomiary tętnic biodrowych. Pomiary mogą być wykonywane za pomocą specjalnego oprogramowania.

Ocena pooperacyjna umożliwia rozpoznanie powikłań: nieszczelności, niedrożności gałęzi aorty lub niedrożności przeszczepu, zwężeń, przemieszczenia stentu lub rozerwania aorty. W ocenie przecieków angioTK przewyższa angiografię klasyczną.

- rozwarstwienie aorty:

często jest stanem zagrożenia życia, wymagającym szybkiej diagnozy, monitorowania i interwencji chirurgicznej. Dochodzi do niego gdy krew po przerwaniu błony wewnętrznej rozdziela warstwy błony środkowej, tworząc światło rzekome. Najczęstsze przyczyny rozwarstwienia to: nadciśnienie tętnicze, martwica błony środkowej, koarktacja aorty.

Metody obrazowe mają na celu uwidocznienie miejsca rozdarcia błony wewnętrznej, ocenę wydolności zastawki aorty i ocenę stanu gałęzi aorty, w tym tętnic wieńcowych. Wydolność zastawki aorty jest najlepiej oceniana za pomocą USG przezprzełykowego lub MR z mapowaniem przepływu, w angioTK możliwe jest zobrazowanie pozostałych cech rozwarstwienia.

Różnice gęstości w obrębie światła prawdziwego i rzekomego w pewnym stopniu oddają różnice w przepływie krwi w obu kanałach. Rekonstrukcje SSD dokładnie uwidaczniają przebieg rozwarstwienia na powierzchni aorty, umożliwiają identyfikację światła prawdziwego i rzekomego. Rekonstrukcje MPR dokładnie obrazują miejsce odejścia gałęzi aorty. Wirtualna endoskopia (VE) pozwala na nawigację wzdłuż światła aorty i zobrazowanie połączenia między kanałem prawdziwym i rzekomym oraz uwidocznienie od wewnątrz światła rzekomego. U chorych niestabilnych hemodynamicznie, wymagających ścisłego monitorowania stanu krążenia angio TK jest bardziej użyteczne niż angioMR, mimo, iż obie metody mają podobną dokładność w ocenie rozwarstwienia aorty.

• zwężenia miażdżycowe i niedrożność aorty: angioTK umożliwia uwidocznienie niedrożności aorty i odchodzących tętnic, określenie lokalizacji zwężenia, jego długości, określenie stopnia stenozy, uwidocznienie zwapnień w ścianie aorty lub skrzeplin w jej obrębie.

Mniejszą dokładność posiada angioTK w ocenie krążenia obocznego, szczególnie przez drobne gałęzie tętnicze.

5. Obrazowanie tętnic nerkowych:

AngioTK jest jedną z metod nieinwazyjnej oceny tętnic nerkowych u chorych z nadciśnieniem. Ponieważ tętnice nerkowe przebiegają równolegle lub skośnie do płaszczyzny obrazowania, rozdzielczość przestrzenna jest ograniczona przez efekt częściowego uśredniania objętości. MSCT umożliwia poprawę rozdzielczości przestrzennej przez dostosowanie kolimacji do małego wymiaru tętnic nerkowych (1,25mm, pitch 6, przesuw stołu 7,5mm). Właściwa technika badania i współpraca pacjenta pozwala na dokładne określenie stopnia stenozy w naczyniach szerokości 2mm (czułość od 90-98%). W naczyniach mniejszych niż 2mm (tętnice dodatkowe) można tylko wykryć zwężenie znaczące, powyżej 70% (czułość 92%). Określenie stopnia zwężenia opiera się na analizie obrazów MIP w dwóch płaszczyznach oraz skanów źródłowych. Rekonstrukcje po krzywej mogą być bardzo cenne, lecz wymagają precyzyjnego określenia środka naczynia. Obrazowanie wielopłaszczyznowe pozwala lepiej niż w arteriografii ocenić miejsce odejścia tętnic nerkowych od aorty. Najlepiej widoczny jest początkowy odcinek tętnicy nerkowej, dobrze widoczny jest również pień, gorzej widoczne główne gałęzie tętnicy nerkowej.

Arteriografia cewnikowa może powodować błędne określenie stenozy w przypadku blaszek mimośrodkowych, zlokalizowanych na ścianie przedniej lub tylnej. Również zwężenia zlokalizowane tuż przy ujściu mogą być przeoczone, z powodu nakładania się aorty (przednie odejście tętnicy nerkowej od aorty) lub gdy cewnik został założony poza zwężeniem.

W angioTK możliwe jest rozróżnienie blaszek miękkich i uwapnionych oraz zwężeń w dysplazji włóknisto-mięśniowej. AngioTK umożliwia ocenę pośrednich cech zwężenia: zmniejszenie nerki po stronie zwężenia, zwężenie jej warstwy korowej i mniejsze wzmocnienie po podaniu kontrastu w porównaniu ze stroną przeciwną. Patologiczny nefrogram jest w 98% specyficzny dla hemodynamicznie znamiennego zwężenia. Postenotyczne poszerzenie w 85% towarzyszy znaczącej stenozie i pomaga różnicować zwężenie krytyczne i niedrożność.

Udokumentowano również przydatność angioTK dla dokładnej oceny anatomii tętnic nerkowych, z uwzględnieniem poziomu i kąta odejścia od aorty oraz odległości od odejścia tętnic krezkowych. Te informacje są przydatne u potencjalnych dawców nerek lub przed planowanym założeniem stentów, ponieważ pomagają umiejscowić stent dokładnie w osi naczynia.

AngioTK jest coraz częściej wykorzystywane do oceny drożności stentów założonych do tętnic nerkowych. Możliwa jest również ocena stentów „od wewnątrz” z użyciem endoskopii wirtualnej.

Opisano przydatność angioTK w wykryciu spontanicznego rozwarstwienia tętnicy nerkowej, które może być przyczyną zawału nerki. W tym przypadku, angioTK pozwala na zobrazowanie zarówno rozwarstwienia tętnicy jak i hypoperfuzji nerki oraz różnicowanie z zakrzepicą tętnicy nerkowej.

Wada angioTK w obrazowaniu tętnic nerkowych jest konieczność użycia jodowego środka kontrastowego, co może ograniczać przydatność metody u chorych z niewydolnością nerek.

6. Możliwości uwidocznienia tętnic obwodowych w angioTK

Zmiany miażdżycowe kończyn dolnych objawiają się chromaniem przestankowym, owrzodzeniami lub gangreną. Zwężenia miażdżycowe znaczące klinicznie mogą być zlokalizowane wszędzie od poziomu aorty do poziomu tętnic podudzia. Naczynia położone proksymalnie w stosunku do tętnic udowych określane są angielskim mianem: „in-flow vessels”, naczynia dystalne mianem: „run-off vessels”. Ograniczeniem AngioTK w badaniu naczyń kończyn dolnych, jest ograniczony zasięg obrazowania. Wprowadzenie MSCT z czasem obrotu lampy 0,5s umożliwia obrazowanie tętnic obwodowych na całej długości. Przykładowy protokół badania z użyciem aparatu czterorzędowego:

Pole obrazowania: 480mm, całkowite pole obrazowania 120cm

Kolimacja: 4 x 2,5mm

Pitch: 6

Czas obrotu lamy: 0,5s

Czas badania: 70s

Badanie umożliwia uwidocznienie prawidłowej anatomii, anomalii rozwojowych i zwężeń miażdżycowych w obrębie głównych tętnic uda lub podudzia i stopy. Na podudziu uwidocznione są w większości przypadków gałęzie t. podkolanowej, na stopie łuk tętniczy i jego dominujące zaopatrzenie. Ogólnie MSCT umożliwia obrazowanie naczyń grubości 1-4mm oraz otaczających tkanek miękkich i struktur kostnych. Czułość angio TK w obrazowaniu naczyń obwodowych wynosi około 98%, specyficzność 94%. MSCT jest bardzo użyteczne w określaniu zasięgu zwapnień oraz u pacjentów z tętniakowatym poszerzeniem naczyń obwodowych. Warunkiem dokładności badania jest zastosowanie odpowiedniego czasu opóźnienia, z uwzględnieniem różnego nasilenia procesu miażdżycowego w obu kończynach.

Ryc 9-10: AngioTK tt. kończyn dolnych: zmiany miażdżycowe aorty i tt. biodrowych, niedrożność t. Podkolanowej, widoczne w rekonstrukcji MIP

Podsumowanie:

AngioTK oraz CE MRA w wybranych patologiach mogą zastąpić angiografię cewnikową. Wybór metody zależy od jej dostępności i powinien być uzależniony od stanu chorego i konkretnej sytuacji klinicznej.

• MRA i CTA są to badania nieinwazyjne, wykonywane ambulatoryjnie, mniej kosztowne niż DSA

• skany poprzeczne pozwalają na uwidocznienie skrzeplin w naczyniach oraz stosunku do otoczenia

• angioTK i MRA dobrze uwidaczniają żyły - w DSA istnieją trudności w obrazowaniu żył jajnikowych

• angioTK nie naraża personelu a MRA pacjenta na promieniowanie jonizujące

Wady angioTK i MRA w stosunku do DSA:

• angioTK nie daje informacji o kierunku przepływu, w przeciwieństwie do DSA, co jest ważne przy ocenie krążenia obocznego; możliwa ocena przepływu w większych naczyniach w MRA - mapowanie przepływu;

• małe naczynia w narządach miąższowych mogą być przysłonięte w MRA i angioTK przez szybko kontrastujący się miąższ narządu

• rozdzielczość przestrzenna MRA i angioTK jest mniejsza niż DSA

Duża rozdzielczość przestrzenna i mała wrażliwość na artefakty ruchowe i ze stentów metalowych przemawiają za angio TK. W przypadku słabej funkcji nerek lub szkodliwości promieniowania polecane jest MRA.

---