انجمن علوم پرتونگاری آذربایجان شرقی

Multislice CT, Multidetector CT, 3D Imaging

سی‌تی‌مولتی‌اسلایس، سی‌تی‌مولتی‌دتکتور و تصویربرداری سه بعدی

سی‌تی‌مولتی‌اسلایس(MSCT)، سیستم سی‌تی‌اسکن مخصوصی است که با داشتن ردیف دتکتورهای چندتایی، می‌تواند به طور هم‌زمان از طریق اسلایس‌های متفاوت دور نواحی مختلف بدن، داده‌های توموگرافیک تهیه نماید. MSCT قابلیت بی‌نظیری در آنالیز و تحلیل جزئیات آناتومیهای نرمال و آنورمال بدن و پاتولوژیهای گوناگون دارد. توانایی اسکن سریع بیمار با رزولوشنhigh Z-a*axis (رزولوشن محورZ بالا) و داشتن وکسل‌های هم‌محور (جزء حجمیVoxel=)، کمک می‌کند که گونه‌ای دیگر از تصویربرداری به جز سی‌تی‌اسکن تک اسلایس، فراهم گردد. در این مقاله سعی شده است که با ارائه توضیحات، فهم و دانش درستی در ارتباط با جزئیات و نکات فیزیکی مهم و اساسی سی‌تی‌مولتی‌دتکتور حاصل شود تا بر قابلیت‌های قدرتمند و پراهمیت این سیستم نظر اجمالی داشته باشیم.

معرفی سیستم
سی‌تی‌مولتی‌اسلایس، جزء آخرین موفقیت‌ها و پیشرفتها در تکنولوژی سی‌تی، محسوب می‌گردد. به طور اساسی اسکنر MSCT شامل ردیف مولتی‌دتکتور می‌باشد که به طور همزمان و تؤاماً در قالب اسلایس‌های مختلف، داده آناتومیکی جمع‌آوری می‌کند. سیستمی که استفاده از آن مزایای متعددی مثل اسکن سریع، پوشش حجمی بیماران چاق وhigh Z-axis resolution همراه با بهره‌مندی از امکان تصویربرداری سه بعدی، تصویربرداری پرفیوژن، سی‌تی‌فلوروسکوپی و ... دارد. در واقع می‌توان گفت مزیت مهم سیستم، کاهش زمان اسکن، کاهش کولیماسیون اسکن یا افزایش قابل توجه طول اسکن می‌باشد.

تاریخچه سی‌تی‌اسکنر مولتی‌اسلایس
در سال 1972، اولین سیستم‌های سی‌تی توانستند ازمغز با پوشش 10 سانتی‌متر در مدت زمان 40 دقیقه، تصویربرداری کنند. به طور دقیق هر اسلایس ناشی از 180 درجه چرخش، 4 دقیقه زمان می‌برد.
با ایجاد پیشرفت‌های فراوان، یک MSCT شانزده اسلایسه با داشتن مشخصه اصلی 42/0 ثانیه در هر چرخش(rotation) با توانایی بازسازی می لی‌ثانیه‌ای، قادر است که ازکل بدن 1 میلی‌متر اسلایس در 19 ثانیه اسکن نماید. پیشرفتهای موجود درSlip ring technology، نیاز استفاده مکرر از مکانیزم اسکنrotate-translate یاStop and shoot را کاملاً برطرف می‌نماید.
بدین ترتیب، سی‌تی‌اسکن اسپیرال، همراه با اسکن مداوم و حرکت مداوم تخت و جمع‌آوری پیوسته اطلاعات، حاصل گردید.
در واقع، شروع عملکرد تکنولوژی MSCT در سال 1992 بود که در ان زمان سی‌تی‌اسکنر دو اسلایسه توسطElscint معرفی شده بود. جالب این بود که بازارهای جهانی چندان رغبت و توجه به این تولید نشان ندادند. اما در نیمة دوم 1998، 4 شرکت، اسکنرهای MSCT را ارائه دادند که این محصولات شامل:Siemenes Volume Zoom, Toshiba Aquilon Multi, Picker MX 8000, GE light speed بودند. در جدول زیر فهرست تاریخی تکامل و پیشرفت تکنولوژی از سی‌تی‌هلیکال به سوی سی‌تی‌مولتی‌اسلایس موجود می‌باشد.

پیشرفت‌های تکنیکی(Technical developments) سال(Year)

1) تحقیقاتGodfrey Hounsfeld در ارتباط با سی‌تی‌اسکن 1971
2) رفت در تکنولوژی Slip ring 1985
3) معرفی هلیکال‌سی‌تی‌اسکن توسط شرکتSiemens 1989
4) ارائه سی‌تی دو اسلایسه توسطElscint و Haifa و Israel 1991
5) تلاش در جهت ساخت سیستمی با اسکن کمتر از ثانیه 1995
6) معرفی و عرضه اسکنر 4 اسلایسه 1999
7) معرفی اسکنرهای 4 اسلایسه در هند 2001
8) معرفی و عرضه اسکنرهای 16 اسلایسه 2002
9) عرضه اسکنرهای 16 اسلایسه در هند 2003
10) ارائه نخستین مدل سیستم‌های پیشرفته 32 اسلایسه 2003
11) معرفی و عرضه نخستین مدل 256 اسلایسه (توسط توشیبا) و4DCT  2003
12) تحقیق و بررسی در زمینة ارائه دتکتورهایFlat Panel 2003
13) تحقیق و بررسی سیستم با اسکن سریعتر (کمتر از 4/0 زمان چرخش) 2003
14) تحقیق و بررسی در زمینةCone Beam CT  2003
گسترش اسکنرهای مولتی‌اسلایس(MSCT)، بعنوان پیشرفت و موفقیت بسیار مهم در زمینة توموگرافی کامپیوتری محسوب می‌شود. در حال حاضر در جهان مقالات فراوانی در زمینة این تکنولوژی جدید، تهیه می‌گردد که همة آنها تحت عنوانهایMultichannel helical CT, Multi Sectional helical CT, Multi detector helical row CT, Multi row helical CT, Multi Slice helical CT می‌باشند.

MultiSlice و MultiSection دلالت بر این نکته دارد که در هر چرخش گنتری بیش از یک اسلایس و یک مقطع تصویر حاصل می‌گردد.Multidetector row بیان می‌کند که دتکتورهای سیستم شامل ردیف‌های متعدد دتکتور می‌باشند و در انتهاMultichannel نیز بیانگر این است که شبکه‌ها و کانالهائی از اطلاعات در طی هر چرخش گانتری، جمع‌آوری می‌گردد. در هر صورت واژه‌های مولتی‌اسلایس و مولتی‌دتکتور، معمولاً در مقالات کلینیکی و تکنیکی در توصیف این تکنولوژی، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فیزیک سیستم
تفاوت اساسی اسکنرهای MSCT با نمونه‌های پیش از آن (اسکنرهای هلیکال یا اسپیرال) در طراحی ردیف دتکتور می‌باشد. استراتژی مفید این سیستم‌ها چنین می‌باشد که 4 یا تعداد بیشتری ردیف دتکتور جایگزین یک ردیف دتکتور شده‌اند که این نکته باعث افزایش قدرت سیستم، در جمع‌آوری داده‌ها(data acquisition) شده است.
در واقع این طور می‌توان گفت که در اسکنر هلیکال، یک تیوب، یک ردیف دتکتور را مورد تابش قرار داده که در حدودmm 20 طول را پوشش می‌دهد در MSCT ، این یک ردیف با چندین ردیف دتکتور تحت عنوانdetector array جایگزین شده است کهacquisition همزمان 4 یا 16 اسلایس یا بیشتر در طی یک چرخش گانتری حاصل می‌شود.

پیشرفت‌های تکنیکی سی‌تی‌مولتی‌اسلایس
1) جمع‌اوری داده(acquisition) سریعتر و زمان اسکن(Scanning) کوتاهتر
2) جمع‌آوری داده به طور همزمان با استفاده از دتکتورهای چندتایی
3) چرخش گانتری در زمان کمتر از ثانیه (5/0 تا 8/0 ثانیه)
4) سرعت بالاتر جابجایی تخت
5) پوشش آناتومیکی بیشتر و بزرگ‌تر
6) ظرفیتtube loading بیشتر
7) تهیه و جمع‌آوری فراوان داده و پروسس بیشتر
مقایسه اسکنرهای 4 اسلایسه و 16 اسلایسه فعلی

الف) اسکنرهای 4 اسلایسه
 Toshiba Siemens Philips GE مدل اسکنر 4 اسلایسه
 Aquiline Sensation4 MX800 Light speed
 32 20 20 20 طولDetector array
 4*5/0 2*5/0 2*5/0 4*25/1 ماکزیمم عرض اسلایس
 (4*)8 (2*)10 (2*)10 (2*)10 مینیمم عرض اسلایس
5/ 0 5/0 5/0 8/0 مینیمم زمان چرخش
5/ 7 3/5 5/6 3/6 ظرفیت گرمایی آند

ب) اسکنرهای 16 اسلایسه
 Toshiba Siemens Philips GE مدل اسکنر 16 اسلایسه
 Aquiline Sensation4 MX800 Light speed
 32 24 20 20 طولDetector array
 16*5/0 16*75/0 16*73/0 16*63/0 مینیمم عرض اسلایس
 4/0 4/0 4/0 5/0 مینیمم زمان چرخش
سه نوع ماتریکس آرایه دتکتوری در حال حاضر موجود می‌باشند:mixed types, Fixed, adaptive و یک آرایه دتکتوریFixed همة بخش‌ها و قسمتهای ماتریکس هم سایز را دارد، در حالیکه در ماتریکسadaptive همه قسمتهای دور مرکز، پهن‌تر می‌باشند(Philips/Siemens).
یک آرایش دتکتوریMixed همة بخش‌های ماتریکس هم‌سایز به استثنای تعداد موارد نازک‌تر در مرکز را دارا می‌باشد(Toshiba).
طراحی آرایه دتکتوری، نقش مهمی در اسکنرMSCT دارد به طوری که به طور مستقیم، مواردی مثل مینیمم عرض اسلایس، تعداد اسلایس‌های ممکن در مینیمم عرض، ماکزیمم طول تصویربرداری شده در یک جهت و ... تحت تأثیر آن قرار می‌گیرد.
با طراحی آرایه دتکتوری، فرمSlip ring اجرا می‌شود که باعث چرخش مداوم می‌گردد، که دو نتیجه کاهش زمان چرخش تیوب و کاهش زمان چرخش دتکتور از 1 ثانیه به 5/0 ثانیه حاصل می‌شود. نتیجه نهایی سرعت چرخش دو برابر و طراحی ردیف دتکتوری 4 برابر، افزایش 8 برابر سرعت، به طور متوسط می‌باشد. همانطور که در جدول قبل نیز مقایسه‌ای بین اسکنرهای 4 اسلایسه و 16 اسلایسه، انجام گردید.

مزایای سیستم
لیستی از مزایایMSCT تکنولوژی در جدول پائین ذکر شده است، اما به هر صورت در کاربردهای کلینیکی، مجموع مزایای حاصله از سیستم باعث فراهم آوردن اطلاعات مفید تصویری می‌گردد.
دو نکته مفید و سودمند تکنولوژیMSCT شامل:
 الف) سرعت اسکن بهتر و ب) امکان دسترسی به تصاویر هم‌مدار(isotropic imaging) می‌باشد. سرعت اسکن بالاتر، نه تنها امکان پوشش ناحیه مورد نظر را در یک مرحله نگه‌داشتن تنفس فراهم می‌کند، بلکه کاهش چشمگیری در آرتی‌فکت‌های حرکتی بوجود آورده و امکان استفاده مفید ازمواد کنتراست زا، نیز حاصل می‌کند. سرعت بالای اسکنرهایMSCT همچنین در یک فرم روتین نیز تأثیرات و تغییرات مهمی ایجاد می‌کند مثلاً در کاربری‌هایPediatric (پزشکی مربوط به کودکان) با افزایش سرعت سیستم تصویربرداری، نیاز کمتری به آرام بخش برای آرام نمودن بیمار می‌باشد، چرا که آزمون در زمان کوتاهتری انجام می‌پذیرد.
مزیت بعدی تکنولوژیMSCT این است که تصاویری مفید که به صورتisotropic imaging می‌باشند، فراهم می‌کند. لذا رزولوشن یکسان و همانندی از یک ساختار در همة ابعاد بوجود می‌آید. این نکته در تصویربرداری سه بعدی بسیار ارزشمند می‌باشد چرا که بدین شکلStair step artifacts ، حذف خواهد شد و لبه‌های آناتومیکی به وضوح دیده خواهند شد.
خلاصه مزایای سیستم مولتی‌اسلایس

جزئیات تکنیکی پارامتر
کاهش چشمگیر در زمان اسکن طول اسکن
Z-axisبیشتری در زمان کمتر پوشش داده می‌شود کاهش آرتی‌فکت
Spatial, temporal resolutionبسیار بالا تصاویر با رزولوشن بالا
ضخامت نازک اسلایس‌ها، اهمیت پوزیشن بیمار را کاهش می‌دهد وکسل‌های سه بعدی هم‌مدار(isotropic 3D Voxel)
intervalکم اسلایس‌ها در حدود 1 یا کمتر اسلایس‌های کاملاً نازک(ultra thin slice)
یک منطقه مشخص بدن با اسکن توسط اسلایس‌های نازک در طی یک با نگه داشتن تنفس بررسی در یکبار نگه داشتن تنفس
اسکن سریعتر باعث کاهش میزان کنتراست داخل وریدی و افزایشrate تزریق می‌شود کاهش ماده کنتراست داخل وریدی
نواحی بزرگتری از بدن با اسلایس‌های نازک بدون گرم شدن بیش از حد تیوب، اسکن می‌شوند. استفاده بهتر از تیوب ارائه تصاویری باSpatial resolution بالا حجم داده‌های سه بعدیسریعتر و زمان اسکن کوتاهتر، امکان تصویربرداریvascular, cardiac ,musculoskeletal را فراهم می‌نماید زمان دینامیک اسکن واقعی
کاربردهای کلینیکی
به طور کلی شاملMSCT کاربری‌های کلینیکی فراوان می‌باشد که به طور خلاصه ذکر شده است:
(الف) پیشرفت کاربری‌های موجود توسطMSCT

(1) سی‌تی‌آنژیوگرافی:
سیستم تصویربرداری مولتی‌اسلایس، عملکرد سی‌تی‌آنژیوگرافی را از سه طریق بهبود بخشیده است که شامل الف) افزایش مطالعات مولتی فاز یک از سیستم عروقی می‌باشد (فازهای شریانی، وریدی) ب) تعیین درست عروق نازک از طریقZ axis resolution و ج) تعیین run off نواحی محیطی در آنژیوگرافی که از طریق اسکن بزرگ‌تر و پوشش بیشتر امکانپذیر می‌باشد. به طور کلی پروتکلهای عروقی به علت سرعت بالایMSCT بهبودی و پیشرفت فراوان پیدا کرده است. نتیجتاً مقدار ماده کنتراست‌زا در تصویربرداری به منظور بررسی بیماریهای آئورت توراسیک و تشخیص آمبولی در شریان و سیستم پولموناری به مقدار قابل توجهی کاهش می‌یابد.
(2) تصویربرداری سه بعدی:
عبارت تصویربرداری سه بعدی در واقع تمام مراحلی است که به منظور فراهم نمودن تصویر چند بعدی است تا امکانات رؤیت، تشخیص و آنالیز اطلاعات افزایش یابد.MSCT پیشرفت چشمگیری در تصویربرداری سه بعدی ایجاد نموده است که این مهم خود، از طریق ادغام فاکتورهایی نظیر تصویربرداری ایزوتروپیکisotropic imaging می‌باشد.
(3) اندوسکوپی واقعیvirtual Endoscopies
:MSCT  روش مهمی در ارزیابی اندولومینالEndo luminal) (ساختارهایی نظیر راههای هوایی و روده و ... می‌باشد.
از طریق سیستم‌های با رزولوشن بالا و تصویر برداری دو بعدی که خود راه حصول تصویربرداری سه بعدی می‌باشد، اندوسکوپی انجام می‌شود که سیستم‌های سه بعدی ضرورتاً امکان تهیه تصاویر مفید را فراهم می‌آورد. برونکوسکوپی واقعی، راههای هوایی را با نماهای نزدیک اندولومینال و با کمک سطح صفحه کدر و یا افزایش اپاسیتی (کدورت)(opacity)، به تصویر در می‌آورد. این روش به مقدار جزئی تهاجمی است و می‌تواند به خوبی توسط بیمار تحمل گردد. همچنین مراحل کار، بی‌خطر و مطمئن می‌باشد تا سطح اندولومینال درخت نای و نایژه‌ایtracheobronchial مورد ارزیابی قرار گیرد. همچنین کولونوگرافی واقعی نیز کاربرد دیگری از سیستم می‌باشد که با فراهم نمودن تصاویرسه بعدی از تمام کولون، سرعت و سهولت تشخیص موقعیت و ارزیابی پولیپ‌ها حاصل می‌گردد. در واقع، کولونوگرافی واقعی به عنوان یک سیستم کنترل‌گر و نمایان‌کننده(Screening tool) برای نشان دادن پولیپ‌ها و سرطان‌ها مربوط به کولون می‌باشد.

(4) اسکوپی واقعی گوش داخلی(virtual labyrentoscopy):
امکان دیدن ساختارهای ظریف و پیچیدة گوش داخلی را با استفاده از تصویربرداری سه بعدی فراهم می‌نماید. نمایش سه بعدی تصاویر با رزولوشن و وضوح بالا از نواحی انتخاب‌شده‌ای مثل کانالهای نیمه حلقوی، دهلیز، حلزون گوش، کانال شنوایی داخلی، قسمتهای ماستوئید مربوط به کانال صورت را نشان می‌دهد.
(5) سی‌تی سه بعدی دندان:
(3D Dental CT)تصویربرداری سه بعدی دندان
پانورامیک، تصاویر مقطعی و آگزیال از دندان و فک را حاصل می‌نماید.نرم‌افزارهای موجود امکان ارزیابی آناتومی استخوان را با اجرای نیمه اتوماتیک پانورامیک از استخوان فک و بازسازی پاراآگزیال آنها را فراهم می‌آورد که در واقع نمای نزدیک قائم از هلال و انحنای فک انجام شده تصویربرداری سی‌تی سه بعدی دندان معمولاً برای ارزیابی قبل از جراحی کاشت، برای تشخیص تومورها و نواحی استخوانی ماگزیلاومندیبل، برای تشخیص ناهنجاریهای مفصل تمپورومندیبولار و جهت تشخیص ناهنجاریهای ماگزیلا و مندیبل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ب) کاربردهای جدید افزوده شده توسط سیستم سی‌تی‌مولتی‌اسلایس
(1) پرفیوژن سی‌تی از مغز روش سریع و آسان بررسی اختلالات در بیماران مبتلا بهStroke سکته به شکل حاد می‌باشد. یک نقشه تصویری سه رنگه با نتایج کمی، مربوط بهregional cerebral blood volume(CBV) به معنای زمان عبورTransit time (MRTT)و جریان خونی (regional cerebral blood flow)(RCBF)  می‌باشد که وقتی نمایش داده می‌شود سکته بسیار سریعتر و زودتر از سیستم ساده سی‌تی، تشخیص داده می‌شود.
در نواحی با کاهش شدیدCBF با وجودCBU حجم حفظ شده، می‌توان نیم سایه ایسکمیک را استدلال نمود که این عبارت بدین معنا است که بافت در ریسک بالا در ارتباط با اینفارکشن Infarctionمی‌باشد ولی هنوز برای همیشه و به طور غیر قابل برگشتی انفارکته نشده است.
اگر هر دوCBU وCBF تا به حال به طور چشمگیری کاهش یافته‌اند یعنی بافت برای همیشه انفارکته شده است. لذا درAcute Stroke، پرفیوژن سی‌تی از چند جهت مفید می‌باشد:
 (1) روش سریع و مطمئن شناسایی سکته (2) انتخاب بهتر بیمار از جهت ترومبولیستیک‌تراپیTrombolytic Therapy (3) شناسایی منشاء ایسکمی (4) تعیین نتیجه نهایی سکته همانند سایز نهایی و خطر خونریزی.
در کنار سی‌تی مغز، تصاویر با تزریق از بعضی ارگانها مثل کلیه‌ها، کبد و ریه‌ها نیز مفید می‌باشد.

(1) تصویربرداری کاردیاک:
cardiac imaging به طور اساسی در سه حوزه، تصویربرداری کاردیاک کاربردی می‌باشد:
 Cardiac calcium scoring1) کاردیاک کلسیم اسکورینگ
Coronary angiography (2) آنژیوگرافی کرونری
Assessment of cardiac function (3) ارزیابی ساختار قلبی
کاردیاک کلسیفیکیشن اسکورینگ(Cardiac calcification scoring)، یک تکنیک مفید و دارای آینده‌ای روشن و خوب می‌باشد که مقدار کمی کلسیم را در عروق کرونری نشان می‌دهد که بیانگر بیماری کرونری می‌باشد. اندازه‌گیری میزان حجم پیکسل‌های بالای یک آستانه معین (معمولاًHU 130) می‌تواند ارزیابی از درجة کلسیفیکاسیون کاردیاک داشته باشد. سی‌تی‌آنژیوگرافی کرونری ضرورتاً یک تکنیک تصویربرداری غیر تهاجمی از شریانهای کرونری با تکنیکهای قبلی کاردیاکECG gated می‌باشد که باعث شناسایی تنگی و مشاهده و تمایز آن از پلاک‌های بافت نرم می‌گردد. این آزمون برای پیگیریCABG بخصوص پس از قرار دادن استنت(stent placement)، بسیار مفید می‌باشد.

(2) سی‌تی‌فلوروسکوپیCT Fluoroscopy:
که توسطKatada et al معرفی شده در سال 1993 با استفاده از سی‌تی‌اسکنر توشیباToshiba 3rd generation CT scanner توانستند با اسکن مداوم، امکان تصویربرداری واقعی (در زمان واقعی خود)real time imaging را فراهم کنند.
این سیستم برای تکنیکهای اینترونشنinterventional technique مثل بولیپی، درناژتوراسیک ( تخلیه در ناحیه قفسه سینه)، درناژ شکم، درناژ لگن (تخلیه در ناحیه شکم و لگن)(Drainage of thorax, abdomen, pelvic) و ضایعات رتروپریتونالRetroperitoneal lesions، درناژ و آسپیراسیون اینتراگرانیال هماتوم، کاشت میله و دانه در براکی‌تراپیrod and seed placement for brachytherapy، مفید می‌باشد. جمع‌آوری اطلاعات به صورتreal time یعنی در زمان واقعی، تأثیر منفی تنفس و حرکت بیمار را در کیفیت تصویراز بین می‌بدر و اجازه می‌دهد تا عمق و جهت حرکت سوزن در طی آزمون اینترونشن(Intervention)، به خوبی مشخص گردد. همچنین صحت بالا و دقت بیشتری برای کنترل سوزن نازک و کوچک فراهم می‌کند. لذا عوارض آزمون و زمان آزمون کاهش پیدا می‌کند. دور ورودی پوستی در این آزمون حدود4mGy/s می‌باشد.

(3) Fusion Medicine:
تصویربرداری فیوژن در واقع تلفیقی از بررسی آناتومیکال- فیزیولوژیکال نواحی مختلف می‌باشد که وسیله گرانقدری برای پزشکان و رادیولوژیست‌ها در جهت فهم و شناخت بهتر بیماریها است.MSCT به عنوان پایه اساسی در فیوژن ایمیجینگ می‌باشد در واقع از زمانی که با کمک این سیستم، اطلاعات مربوط به دانسیته و ابعاد(Spatial and density information) فراهم گردید. این متد تلفیقی ازMRI ,PET ,Nuclear Scans می‌باشد.
این روش 2 استفاده‌ای در یک سیستم، اجازه ادغام تصویربرداری سی‌تی با وضوح بالا به همراه اطلاعات کارکردی اسکن هسته‌ای تصاویرPET یاMRI را می‌دهد که اینگونه ارزیابیها، به طور اختصاصی در بعضی مراکز انجام می‌پذیرد.
در واقع آزمون، حکم(3DRTP) 3D radiation treatment planning را دارد که در طی آن دوز صحیح و مناسب به هدف مورد نظر رفته(PTU) و به ارگانهای مورد نظر انتقال می‌یابد.

(4) سی‌تی به منظور بررسی و کنترلScreening CT:
به منظور تشخیص زودرس ماهیت بیماریهایی نظیر سرطان ریه، سرطان کولون و بیماری عروق کرونری می‌باشد. سی‌تی‌اسکن به منظور بررسی و کنترل سرطان ریه به صورت شناسایی و تشخیص ندولها از طریق کامپیوتر می‌باشد که کامپیوتر نواحی مشکوک را به جهت شناسایی حتی در ناحیة کوچک، با هم مقایسه می‌کند.
غربالگری سی‌تی از ریه در مورد افراد با سابقه طولانی سیگاری بودن و مصرف مواد دودزا از این دست، معمولاً ندولهای مشکوک را نشان می‌دهد. برنامه و روش تصویربرداری به منظورScreening در این موارد، تشخیص مرحلهAI آن سرطان می‌باشد. معمولاً این کار، نتیجه بهتری خواهد گرفت، در صورتی که غربالگری در مورد سرطان ریه به گروه خاص افراد high risk با سابقه طولانی سیگاری بودن و مصرف مواد دودزا که سن بالای 60 سال دارند، محدود گردد.
Coronary artery calcium Screeningبرکلسیفیکاسیون کرونری و ارتباط آن با پلاک‌های آرترواسکلروتیک و احتمال داشتن بیماریهای انسدادی، متمرکز می‌گردد.Screening colonography به عنوان آزمون بررسی‌گر و کنترل کننده‌ای است که در مدت زمان 5 دقیقه، سرطان کولورکتال در افراد بالای 50 سال مورد شناسایی قرار گرفته است.

نکات نگران کننده آزمون
سه نکته نگران کننده درMSCT وجود دارد:
 (1) تشعشعRadiation
 (2) داده‌های زیادیData overload
(3) هزینه کلیOverall costing
(1) تشعشع:
آزمونهای متعدد سی‌تی‌اسکن شامل پرفیوژن سی‌تی، سی‌تی‌آنژیوگرافی، سی‌تی‌کولونوگرافی، سی‌تی فلوروسکوپی و سی‌تی‌اسکرینینگ مستلزم دوز اشعه بیشتر به بیماران می‌باشد.
مطالعات اخیر، میزان اشعه اکسپوژر را در پروتکلهایLow dose مربوط به سی‌تی‌اسکنCoronary calcium، در حدود بینابینmSv 5/0 و 3/1 نشان می‌دهد.
پروتکلهای مربوط به سی‌تی‌آنژیوگرافی کرونری و کاردیاک، اشعه اکسپوژر را 3 تا 5 نشان می‌دهد. در مقایسه، همان بررسی و مطالعه نشان می‌دهد که اکسپوژر در مورد کلسیم اسکورینگ باEBCT و آنژیوگرافی تشخیص کرونری و تشعشع زمینه‌ای، به ترتیب حدودmSv 5-2 وmSv 6-2 وmSv 9/0 می‌باشد. با وجود این مشکل جدی تشعشع، اما به چند طریق می‌توان میزان آن را کاهش داده که این طرق شامل:

1) استفاده بهینه از سیستم  سی‌تی‌اسکن
2) کاهش جریان تیوب
3) استفاده از تنظیماتtube-current بر مبنای وزن بیمار، قطر، ناحیه آناتومیکی مورد نظر
4) افزایشpitch
5) کاهش تعداد اسکن‌های تکراری با مواد کنتراست‌زا
6) کاهش بعضی از درخواست‌های نابجا و نامناسب سی‌تی‌اسکن

(2) داده‌های اضافی
:MSCTتعداد بیشماری از تصاویر در هر مطالعه ایجاد می‌کند که این تعداد می‌تواند روند کار را در یک بخش رادیولوژی شلوغ، کند نماید. به طور مثال یک اسکن از ریه و شکم(60 cm coverage with 4*1 collimation over 50 second به اندازه 500 تا 600 تصویر ایجاد می‌نماید که این تعداد بسته به درجه هم‌پوشانی(overlap)، نیز دارد. که البته این تعداد تصویر اگر در مقاطع مختلف و های دیگر نیز باشد، بیشتر و پیچیده‌تر نیز خواهد شد. برای تعدیل بخشیدن به این سطح داده‌های تصویریMSCT، نکات جبرانی و اصلاحی می‌توان در نظر گرفت که شامل:
الف) ضرورت وجود پروسس سه بعدی در سیستم
ب) افزایش قدرت پروسس با اپتیمم برنامه نرم‌افزاری
ج) حضور شبکه سریع برای انتقال تصاویر از سیستمCT به ایستگاه کاری
د) استفاده زا تصاویر سه بعدی به جای آنالیز تصاویر دو بعدی آگریال
(3) هزینه سخت‌افزاری سیتم:MSCT ضرورتاً به تیوب‌هایی با ظرفیت گرمائی بالا احتیاج دارد. تیوب مولتی‌اسلایس با ظرفیتVMHU تنظیم شده است در حالی که تیوب سیستم سی‌تی ساده(conventional) دارای ظرفیت گرمائی 1 تاMHU 2 می‌باشد. اضافه بر آن، اجزای مهم دیگر همچون ژنراتور، دتکتورهای سرامیکی، کامپیوتر و ... به جهت تکنولوژی پیشرفته‌تر به طور اجتناب‌ناپذیری دارای قیمت بالاتر نیز می‌باشند.

آیندةMSCT
به طور کلی افزایش تصاعدی تعداد دتکتورهای موجود در سیستمMSCT، کاربری‌های کلینیکی آن را در تصویربرداری افزایش نخواهد داد. در واقع نکات تازه علمی در ارتباط باMSCT در آینده به صورتهای مختلف خواهد بود:
الف) کاهش بیشتر زمان چرخش به کمتر از 4/0 ثانیه
ب) بهبود خصوصیات و کارکردهای دتکتور
ج) کاهش فشار مکانیکی بر روی پایة گانتری
د) پیشرفتهای بیشتر در Cone beam CT
مشخصاً اسکن سریعتر با استفاده از دتکتورهایFlat panel، یکی از پیشرفتهای مهم محسوب می‌گردد. که این پیشرفت مشابه همان تکنولوژیFlat panel استفاده شده در دیجیتال رادیوگرافی و با اعتماد به نتایج حاصله از کاربردهای اولیةFlat panel، می‌باشد. تحقیقاتی که در ارتباط باcone beam scanner در حال انجام شدن می‌باشد، اجازه فراهم شدن مجموعه داده‌هایی با وضوح بالا را خواهد داد که البته انتظار می‌رود این گروه بررسی‌ها و تحقیقات در رادیوگرافی و فلوروسکوپی به خوبی سیستمCT اسکن اجرا گردد.

نتیجه‌گیری:
این گونه می‌توان نتیجه‌گیری نمود که سی‌تی‌مولتی‌اسلایس، استاندارد فعلی تصویربرداری توموگرافی کامپیوتری محسوب می‌گردد. مزایای سیستم از قبیل سرعت و رزولوشن فضائی بالا، تولید وکسل‌های ایزوتروپیک باعث شده است که این سیستم کاربری‌های فراوان دیگری مثل تصویربرداری کاردیوپولموناری، تصویربرداری اطفال(pediatric) و آنژیوگرافی نیز داشته باشد در عین حال به عنوان یک راه کار و وسیله جدیدی در سی‌تی‌فلوروسکوپی، پرفیوژن سی‌تی و تصویربرداری سی‌تی نیز مطرح شده است. نه تنهاMSCT تغییرات چشمگیری در سرعت اسکن و کاربردهای سیستم، به وجود آورده است بلکه باعث تغییر در سطح کار رادیولوژی شده و حتی باعث تحول در روش استفاده اطلاعات توسط رادیولوژیست‌ها و متخصصین نیز شده است.
در واقعMSCT، شروع کننده تحول بزرگ در زمینه تصویربرداری بوده است لذا، به دنبال این شروع ما مشتاقانه در انتظار تغیرات دیگری در عرصه پزشکی خواهیم بود ...

 کاردیاک مولتی اسلایز

 کاردیاک مولتی اسلایز مقدمه توسعه کاربردهای کلینیکی برای کاردیاک مولتی اسلایز سبب گردیده است که مولتی اسلایز در CT قلب با EBCT ( Electron Beam CT ) رقابت نماید . دو کاربرد مهم در بیمارهای ایسکمی قلب عبارتند از کلسیم اسکورینگ کرونری و آنژیوگرافی از عروق کرونری . MSCT خصوصیات پلاکهای کلسیم را از نظر ثابت بودنشان داخل رگ یا داشتن حرکت بخوبی نشان می دهد . قدرت تفکیک بالا بررسی دقیق ساختمانهای دریچه ای را در فاز کاردیاک که دریچه ها نسبتاً ثابت هستند امکانپذیر می سازد .
کاردیاک مولتی اسلایز در برنامه ریزی قبل از جراحی جهت تعویض دریچه بسیار کمک کننده است . همچنین در نصب پیس میکر ( Pace maker ) کاردیاک مولتی اسلایز با دسترسی به سیستم وریدی قلب کمک شایانی می نماید . با استفاده از تکنیک gating ، مولتی اسلایز حرکت قلب را ضبط کرده و حجم بطنی و اعمالش را مورد ارزیابی قرار می دهد ، در بیماریهای مادرزادی نیز با بازسازی 3D ناهنجاریهای داخل یا خارج قلب را بخوبی نشان می دهد در حالیکه ارزیابی ناهنجاریهای خارج قلبی با اکوکاردیوگرافی روش مطمئنی نیست .
اصول اولیه در کاردیاک مولتی اسلایز : زمان لازم جهت اسکن قلب ، حتی با سریعترین اسکنرها طولانی تر از یک ضربان قلبی است بنابراین همراه با چندین ضربه قلبی یا heart beat خواهد بود . بهمین دلیل دریافت اطلاعات به سیگمان یا قطعات کوچک تقسیم شده و هر قطعه یا سیگمان با یک فاز قلبی همزمان می گردد ( gating ). Gating در MRI و EBCT قلب نیز مورد استفاده قرار می گیرد . برای بحداقل رساندن آرتیفکت حرکتی زمان دریافت اطلاعات از هر سیگمان باید کوتاه باشد . در کاردیاک EBCT و MS این زمان با temporal resolution در ارتباط است .
همزمان نمودن دریافت اطلاعات با فاز قلبی تاثیر بسیاری روی spatial resolution ، آرتیفکتها ، زمان نهایی اسکن ، دوز دریافتی بیمار و کیفیت تصویر دارد . این عمل با دو روش امکان پذیر است : prospective gating و retrospective gating . در اغلب اسکنرها از ECG جهت نمایش حرکات پریودی قلب استفاده می شود .
روش Prospective – اپراتور فاز قلبی مخصوص را قبل از انجام اسکن با تصویر منطبق می سازد که این فاز می تواند بعنوان یک تاخیر زمانی بعد از trigger ECG تعریف شود ( معمولاً درموج R یا درصدی از فاصله زمانی بین موجهای R مجاور ) . اسکنر تخت را جهت پوزسیون تعیین شده جلو می برد و منتظر شروع فاز کاردیاک تعیین شده از قلب می ماند .
با شروع فاز اسکنر کاتهای اگزیال را مطابق با تعداد ردیفهای دتکتور انجام می دهد سپس تخت به موقعیت جدید حرکت داده شده ولی اسکنر منتظر شروع فاز بعدی قلب می ماند و این سیکل تا پایان محدوده قلب تکرار می شود . این روش را Step and shoot گویند
. مزیت اصلی این نوع gating سادگی آن است . زمان اسکن نسبت عکس با ضربان قلب پهنای اسلایز و تعداد ردیفهای دتکتور دارد و چون پرتو دهی در طول دریافت تصویر است دوز بیمار نیز کمتر است . اما این روش به بی نظمی های ریتم قلبی بسیار حساس است بیشترین کاربرد این روش در نمایش پلاکهای کرونری است .
در gating نوع دوم یعنی retrospective ، اسکنر همانند اسپیرال معمولی اطلاعات را بطور پیوسته با حرکت یکنواخت تخت دریافت می نماید . ولی پیچ باید کوچک انتخاب شود . حدود 3/1 یا 4/1 پیچ اسپیرال nongated . ECG بطور جداگانه ضبط می گردد و تنها هنگام بازسازی تصویر مورد استفاده قرار می گیرد. همانطور که در شکل 2 می بینید موقعیت دتکتورها نسبت به زمان نشان داده شده است . شیب خطوط با مقدار پیچ تعیین می شود هر چه پیچ کمتر باشد شیب خط هم کمتر است ECG در طول محور زمان ثبت شده است . برای بازسازی تصویر در موقعیت1 Z تخت و فاز قلبی 7Q ، الگوریتم بازسازی به دنبال مرکز تقاطع Z 1 و Q می گردد . که نسبت به زمان متناوباً تکرار می شود .
. اطلاعات دریافت شده از ردیف دوم برای بازسازی اسلایز در Z1 مورد بازیابی قرار می گیرد . برای اسلایز بعدی در 2 Z و همان فاز ‌Q ، الگوریتم همین مرحله را دوباره طی کرده و ردیف یک را در سیکل قلبی 2 انتخاب می کند و این اطلاعات تصویر Z2 را تشکیل می دهند . این عمل تا بازسازی کل کاتهای قلب تکرار می شود .
البته اطلاعات دتکتور بطور کاملاً دقیق روی موقعیت Z مورد نظر و فاز قلبی انتخابی منطبق نمی شود . بلکه تصاویر از الحاق یا interpolation اطلاعات ردیفهای مجاور بدست می آید . مقدار پیچ اهمیت بسیاری در این روش دارد زیرا در صورت پائین بودن ضربان قلب ، پیچ بالا سبب gap شدن و عدم دریافت اطلاعات کافی می گردد . از طرف دیگر پیچ خیلی پائین منجر به کاهش سرعت اسکن در نتیجه افزایش دوز بیمار می گردد . میزان ریت قلبی و الگوریتم بازسازی نقش تعیین کننده در انتخاب پیچ دارد . مزیت اصلی این روش نسبت به روش قبلی یا prospective قابلیت بازسازی پس از اسکن می باشد که انتخاب فاز قلبی با حداقل حرکت را مقدور می سازد و به آشکارسازی ضایعات کوچک مانند تنگی های کرونری کمک بسیار می نماید . همچنین می توان فازهای مختلف قلبی را در اینتروالهای منظم بازسازی کرده جهت تهیه فیلم از قلب مورد استفاده قرار داد . اما مهمترین ایرادی که این روش دارد افزایش دوز بیمار است ( حدود 4 برابر روش prospective ) . جدول 1 قابلیت های دو روش را تحت مقایسه قرار می دهد .
______________________ Prospective Retrospective gating gating Radiation Low High Temporal resolution* 333 ms 250 ms Multisector reconstruction No Yes Multiphase reconstruction No Yes Slice misregistration Greater Less * Assuming 60-degree fan angle , 0.5-second gantry rotation , and single-sector reconstruction for retrospective gating . Tempora ( resolution ) و ریت قلبی ( heart rate ) :
آرتیفکتهای ناشی از حرکت قلب بزرگترین مشکل کاردیاک مولتی اسلایز است و می تواند بطور جدی نمایش ساختمانهای کوچک آناتومیکی را تحت الشعاع قرار دهد . با بهبودی بخشیدن به temporal resolution یا کاهش حرکت قلب این آرتیفکتها تا حدودی موثر کنترل می گردند .
در prospective gating ، مدت زمانی که طول می کشد تا گانتری حداقل زاویه لازم را جهت بازسازی اطلاعات یک تصویر طی نماید temporal resolution را تعیین می کند . در روش prospective این زاویه حداقل 180درجه بعلاوه زاویه شعاع اشعه ( معمولاً 60 درجه ) است . با زمان چرخش 5/0 ثانیه ای گانتری temporal r. 333 میلی ثانیه می باشد درحالیکه در روش retospective حداقل زاویه 180 درجه و temporal r. برابر 250 میلی ثانیه است . بنابراین حتی در ریت قلبی پائین b/min 60 ، temporal r. در دو روش بترتیب 3/1 و 4/1 سیکل قلبی را اشغال می نماید یعنی آرتیفکت حرکتی غیر قابل اجتناب است بویژه در مرحله سیستول که حرکت قلب تندتر می باشد . Temporal r. با افزایش سرعت چرخش گانتری یا کاهش اطلاعات دریافتی در هر ضربه قلبی کیفیت بهتری پیدا می کند . ولی سرعت بالای چرخش لازمه اش تیوب قویتر برای ثابت نگه داشتن ( signal noise rate) SNR است .
پس افزایش قابل ملاحظه در سرعت چرخش امکانپذیر نیست و در حال حاضر کوتاهترین زمان چرخش 42/0 ثانیه است . اما می توان از روش تقسیم به سیگمان استفاده نمود ( مولتی سکتور ) . زاویه 180 درجه به قطعات یا سگمانهای کوچکتر تقسیم شده و هر سیگمان در ضربان قلبی مختلف اسکن می شود و قبل از بازسازی تصویر جمع آوری می گردد . این مطلب را بطور شماتیک در شکل 3 مشاهده می کنید .
در صورت استفاده از بازسازی از تکنیک مولتی سکتور قلب در موقعیت Z و فاز Q1 چندین بار با ردیفهای مختلف دتکتور تصویرگیری می شود . شکل 4 بازسازی تک سکتور را با مولتی سکتور مقایسه کرده است ( retrospective gating ) . در بازسازی تک سکتور تصویر پوزسیونZS با اطلاعات دتکتور ردیف 1 در سیکل قلبی 1 بدست آمده است در حالیکه در بازسازی دو سکتوره تصویر نقطه ZM با اطلاعات جمع آوری شده از ردیف 1 در سیکل قلبی 3 و ردیف 3 در سیکل قلبی 4 تشکیل یافته است . temporal r. دو سکتوره نصف مقدار در بازسازی تک سکتوره است . بعبارت بهتر با استفاده از الگوریتم بازسازی 2 سکتوره و 4 سکتوره ، temporal r. برای اسکنری که زمان چرخش گانتری 5/0 ثانیه باشد بترتیب میلی ثانیه و میلی ثانیه است  . 
به طور کلی در ریتهای بالای قلب بازسازی مولتی سکتور نسبت به تک سکتور ارجحیت دارد . به هر صورت برای رسیدن به تصویری با کیفیت خوب بهتر است ریت قلبی کمتر از 65 ضربان در دقیقه باشد . بعضی از محققان مصرف آنتاگونیستهای گیرنده B1 ( مانند متوپرالل ) را قبل از انجام اسکن توصیه می نمایند . مقدار مناسب خوراکی 2 تا 50 میلی گرم با فاصله 30 دقیقه است .
در تزریق وریدی 3 تا 3 میلی گرم به فاصله 10 دقیقه ( 9 میل گرم در 20 دقیقه ) پیشنهاد می گردد . درصورت ابتلای بیمار به اسم یا بلوک دهلیزی بطنی و یا نارسایی شدید قلبی ، هیپوتانسیون یا تنگی دریچه آئورت ، مصرف آنتاگونیست ها کنتراندیکاسیون دارد . رزولوشن فضایی ( Spatial ) در کاردیاک مولتی اسلایز هم همانند CT تک دتکتور عواملی مانند اندازه نقطه کانونی ، سایز دتکتور ، فیلتر بازسازی و ... در رزولوسیون فضایی نقش تعیین کننده دارند . رزولوشن مولتی اسلایز حدود 5/0 میلی متر یا کمتر است .
پروتکلها کاردیاک مولتی اسلایز پروتکلهای زیر را در بر می گیرد :
کلسیم اسکورینگ کرونری _ تصویر گیری آناتومیکی و فیزیولژیکی قلب _ آنژیوگرافی کرونری و ونوگرافی قلب . جدول شماره 2 مقایسه بین این پروتکلها را نشان می دهد : Coronary Cardiac Coronary Coronary Calcium score morphology or angiography vein mapping Function Contrast volume None 60 cc 120 cc 135 cc Injection rate None 4 cc/sec 4 cc/sec 3 cc/sec Scan delay None Timing or Bolus trigger Timing or Bolus trigger 50 sec Fixed delay Scan mode Prospective Restrospective Restrospective Restrospective Detector width 2.5 mm 1.25 mm 0.625 mm 1.25 mm Gantry rotation 0.5 sec 0.5 sec 0.5 sec 0.5 sec Pitch* None 0.30-0.38 0.30-0.38 0.30-0.38 Scan direction Top-down Top-down Top-down Bottom-up kVP 120 120 120 120 mA 300 300 400 300 Cardiac phase 70% 0%-90% 40%-80% 50%-70% % RR-interval Prospective at 10% interval at 5% interval at 10% interval * Pitch is defined as distance traveled by table in one gantry rotation divided by the combined scan width, which is the detector width times the number of detect rows used.
بازسازی چند بعدی اسکنرهای مولتی اسلایز 100 تا 300 تصویر در هر فاز قلبی ارائه می دهد . بنابراین با حداقل 10 فاز قلبی حدود 3000 تصویر بدست می آید . بالا بودن تعداد تصاویر و حجم اطلاعاتی حتی قویترین سیستم بایگانی را هم تحت فشار قرار می دهد . برای این منظور یک یا چند فاز قلبی که بهترین کیفیت را از نظر تصویری داشته باشند برای بازسازی های 3D یا MPR انتخاب می شوند . تصاویری که این بازسازیها از طول و عرض قلب ارائه می دهند با تصاویر اکوکاردیوگرافی قابل مقایسه است
. بازسازیهایی که در راستای مسیر عروق کرونری یا در جهت عمود بر آنها بدست می آید کمک شایانی به ارزیابی سنگهای کرونری ( کلسیم اسکورینگ ) می نماید . ( curved planar reformation ) CPR یکی دیگر از تکنیکهای 3D است که مسیر کلی عروق کرونری را در یک تصویر قابل مشاهده می سازد 
. این تصاویر اطلاعات با ارزشی از نظر وجود سنگ و آنوریسم یا تنگی در اختیار ما می گذارند . ( virtual rendering technique ) VRT تکنیک دیگری است که قلب و عروق اطراف را بصورت سه بعدی ترسیم می کند و از نظر تصمیم های جراحی اهمیت بسیاری دارد .