MR a CT zobrazení srdce u dětí Theodor Adla Klinika zobrazovacích metod UK 2. LF a FN v Motole Kurs IPVZ: Srdeční onemocnění u dětí – diagnostika a léčba, 1. 12. – 5. 12. 2008
Výpočetní tomografie
Cíl přednášky Seznámit se současnými možnostmi výpočetní tomografie a magnetické rezonance pro vyšetření srdce u dětí – principy metod a technické aspekty vyšetření – příprava a průběh vyšetření – indikace – kontraindikace
Indikace k CTA srdce Tam, kde selž selžou ostatní ostatní metody (ECHO a MR) 1. Plicní licní tepny - velikost a prů průchodnost (atré atrézie, zie, TOF) 2. Anatomicko natomicko-patologické patologické pomě poměry po operací operacích 3. Extrakardiá xtrakardiální lní anatomické anatomické pomě poměry (velké velké tepny, tepny, bronchiá bronchiální lní kolaterá kolaterály) ly) 4. Anomá nomální lní odstupy koroná koronární rních tepen
Výpočetní tomografie Řada dílčích registrací prošlého rentgenového záření v odlišných polohách rentgenky a detektorů – detekce absorpce rtg záření Jednotlivé řezy rozděleny do malých objemových elementů (voxel) Spirální multidetektorové tomografy (MDCT) – – – – – –
více řad detektorů (2, 4 … 64, 320 …) matice 512 x 512 (1024 x 1024) šíře detektoru 0,5-0,6 mm (voxel až 0,3 x 0,3 x 0,5-0,6 mm) jeden řez pouze několik milisekund celé skenování 10-20 s vytvoření základních transverzálních obrazů do několika minut
S EKG nebo bez ? Synchronizace s EKG – pro hodnocení jemné anatomie Koronární tepny Srdeční žíly Stěna aorty v oblasti nad chlopní Defekty septa
Bez synchronizace Anatomicko/patologické poměry srdečních oddílů a velkých cév Vztah cév a ostatních struktur mediastina
Náběr dat a výkon rentgenky ve vztahu k EKG
Nové trendy Vyšší Vyšší poč počet řad detektorů detektorů – Toshiba Aquilion ONE – 320 řad detektorů detektorů (0,5 mm) Æ 16 cm př při jedné jedné rotaci
Triggering
Více systé systémů rentgenkarentgenkadetektor
Gating
Pulsing
RTG záření Zpracovávaná data
Hounsfieldovo číslo (HU) – kvantitativní hodnocení absorpčních vlastností tkáně – absolutní hodnota (kalibrováno) – rozsah -1000 až +3000 (i více) vzduch tuk voda parench. orgány krev kalcifikace kost kov
-1000 -100 0 20 až 70 45 až 65 200 až 500 600 až 1000 1000 a více
– Dual Source CT (Siemens Somatom Definition) – 2 x (rentgenka + detektor) kolmo k sobě sobě – Pro 1 sbě sběr dat stač stačí čtvrtrotace 83 ms
Okno Zobrazí jen určitý úsek Hounsfieldovy stupnice Centrum / Šíře (C/W) Měkkotkáňové
Plicní
Kostní
40/400
-500/1500
500/1500
Zpracování dat Planární rekonstrukce
= plošné rekonstrukce
– MPR = prosté multiplanární rekonstrukce – CPR = curved planar reconstructions = rekonstrukce zakřivených ploch (sledování průběhu cév)
Prostorové rekonstrukce
= trojrozměrné
rekonstrukce – MIP = maximum intensity projection – VRT = volume rendering technique
Funkční postprocesing myokardu, …
= f-ce komor, kinetika stěny
dual source CT
Rekonstrukce MPR
MIP
VRT
Rekonstrukce
Rekonstrukce: Multifáze
CPR
Postprocessing z hrubých dat (raw data) ve více fázích srdečního cyklu (obvykle 10) Pro hodnocení funkce a kinetiky
Měření funkce LK
CT vyšetření Příprava: 4 hodiny lačnit Do 4 let – anestézie Nad 4 let – podle schopnosti spolupráce (anestézie, sedace, domluva) Nad 8 let – jako dospělí
Průběh vyšetření: – Zavedení kanyly i.v. – nejlépe na oddělení, pokud má být pacient při vědomí (kanyla 18G – zelená) (Přiložení elektrod EKG) Plánovací sken (topogram) Samotné skenování 8-15 s Kontrastní látka i.v. (Iomeron 400)
– – – –
Do 2 let - 2 ml/kg Nad 2 roky - 1,5 ml/kg
– Celková doba pacienta na vyšetřovně: 15-20 minut (s anestezií déle)
Nevýhody CT srdce radiační zátěž všechny typy arytmií - pohybové artefakty v obraze
Radiační zátěž • Radiační zátěž (mGy) • Efektivní dávka vyjadřuje relativní riziko vzniku malignity (mSv) • u dětí nižší výkon rentgenky (napětí a proud), ale vyšší citlivost orgánů na radiaci
rozsáhlé kalcifikace či stenty mohou, ale nemusí ztížit hodnocení lumen tenčích cév
• snímek hrudníku • CT hrudníku • CT srdce (hrudní s EKG synchr.)
0,02 mSv 1-3 mSv 2-10 mSv
nemožnost provedení intervence (ve srovnání s intervenční angiografií)
• dávka z přírodního pozadí za 1 rok
2-3 mSv
CT srdce: Vrozené Vrozené vady po operací operacích
Vrozené srdeční vady
PŽ Å defekt
komplexní VSV – VSD, ASD st.p.op plicnice, Ao nad PK
st.p. korekci TOF
Rekoarktace aorty
defekt septa síní typu sinus venosus, anomální návrat pravostranný plicní žil do HDŽ
CT srdce: Koroná Koronární rní tepny
TGA po operaci, uzávěr odstupu ACS
Magnetická rezonance
RIA z prava
Indikace MR vyšetření u dětí přednost před CT tam, kde přinese MR doplňující informaci – komplexnější zhodnocení patologickoanatomických poměrů (VSV před-, pooperačně) – pozdní enhancement (jizva, myokarditida) – charakterizace tkáně (ARVD)
kde nedostačuje (nevidí) ECHO – pooperační změny, fibrózní tkáň
Magnetická rezonance (MR) Principem je nukleární magnetická rezonance (NMR) – Protony a neutrony mají určitý vlastní moment tzv. spin díky němuž získává celé atomové jádro určitý magnetický moment. – V medicínském rutinním použití protony vodíku (H) – Proton velmi rychle rotuje > rotující náboj vytváří magnetické pole – Orientace mag. pole ve směru vnějšího homogenního magnetického pole – Proton rotuje kolem své osy > precesní pohyb s určitou frekvencí
Signál různých tkání Vysoký signál T1 a T2 – tuk, nepohybující se krev, kostní dřeň, tekutina s vysokým obsahem proteinů
Nízký signál T1 a T2 – kost, vzduch – kalcifikace, ligamenta, šlachy, proudící krev
Nízký signál T1 a vysoký T2 – Neproudící tekutiny - mok, moč – výpotky, cysty, většina tumorů
MR přístroj systém cívek – hlavní vytvářejí základní magnetické pole pro MR srdce nutné 1,5 T a více
– gradientní mírně mění sílu pole v prostoru (x, y, z), tím definují určení bodů v prostoru
– radiofrekvenční magnetické pulzy mění směr magnetické pole (vychýlení osy) následně pak snímají rychlost návratu k původnímu poli tzv. relaxační časy T1 a T2 Æ charakterizace tkání
MR kontrastní látky Paramagnetické látky - mají malé magnetické pole, které způsobuje zkrácení relaxačního času okolí – Chelátové komplexy vzác. zemin Gd-DTPA (volné je toxické) extracelulární intravaskulární (vazba na bílkoviny) – několik hodin v cévách
T1W zesílení signálu - zkrácení relaxačního času T2W zeslabení signálu - zkrácení relaxačního času (malý efekt)
MR vyšetření srdce ECG (gating, trigering), Eliminace dýchání (zástava, synchronizace) Záznam: – Single phase multi slice – morfologie – Multi phase single slice – funkce, tok – Multi phase multi slice - funkce
Základní roviny Transverzální
Koronární
Sagitální
Roviny srdce
SA
SA
Kinetika
4Ch
4Ch HLA
LVINOT
LVOT
LVOT
Funkce komor - objemy Příklad: Měření objemu a masy svaloviny LK
MR angiografie s kontrastní látkou – CE MRA (contrast enhanced)
Bez kontrastní látky – Time of Flight (TOF) - tepny – Phase contrast (PC) - žíly
- Vysoká přesnost - Vysoká reproducibilita
následně možné rekonstrukce jako při CT angiografii
Pattynama PM et. al. Am Heart J. 1994 Alfakih K et al. Eur Radiol. 2004 Oct;14(10):1813-22.
CE MRA
Tok
Pozdní nasycení delayed enhancement
Rizika MR genetické ani mutagenní účinky nejsou známé MR nevyšetřujeme v prvním trimestru těhotenství, nepodáváme gadoliniovou KL v celém těhotenství Potenciální rizika – účinek statického magnetického pole na implantáty (ICD, KS, kochleární) – ohřev tkání - čočka, v okolí kovových implantátů – pohyb - feromagnetické implantáty – účinky proměnného magnetického pole indukované proudy nervová dráždění - záškuby (3T) – klaustrofobie – nefrogenní systémová fibróza
infarkt myokardu
myokarditida
Systémová nefrogenní fibróza (SNF) SNF jako samostatné onemocnění bylo poprvé popsáno v roce 1997 u pacientů s významným stupněm renálního selhání rozličné etiologie (17, 14). Nemoc připomíná na prvý pohled sklerodermii (3), dochází k fibrotickému zhrubnutí kůže na končetinách a trupu, vedoucí až k flekčním kontrakturám. Může dojít k postižení dalších orgánů – ledvin, srdce, jater a plic. Onemocnění bývá invalidizující, může být i letální Vymazal J. SYSTÉMOVÁ NEFROGENNÍ FIBRÓZA A KONTRASTNÍ LÁTKY POUŽÍVANÉ V MAGNETICKÉ REZONANCI. MEDICÍNA PRO PRAXI 2007; 4(11)
Absolutní kontraindikace Implantovaný kardiostimulátor nebo defibrilátor (ICD) Ponechané elektrody po extrakci kardiostimulátoru nebo defibrilátoru Aneuryzmatické cévní svorky (klipy), pokud není písemně doložena jejich MR kompatibilita Elektronické implantáty (kochleární, inzulinová pumpa atd.), pokud není písemně doložena MR kompatibilita Kovová cizí tělesa z jiného než prokazatelně nemagnetického kovu: intrakraniálně, intraorbitálně
Relativní kontraindikace (potenciálně nebezpečné) Stenty (cévní výztuže), žilní filtry, kovový embolizační materiál a okludery méně než 6 týdnů po implantaci, pokud není písemně doložena jejich MR kompatibilita Kloubní náhrady, osteosyntetický materiál a dentální implantáty méně než 6 týdnů po implantaci, pokud není písemně doložena jejich MR kompatibilita Kloubní náhrady a osteosyntetický materiál se známkami uvolňování
Metodický list pro vyšetřování pacientů s kovovými implantáty na MR, MR sekce ČRS ČLS JEP
Metodický list pro vyšetřování pacientů s kovovými implantáty na MR, MR sekce ČRS ČLS JEP
Bezpečné
Není kontraindikace
Stenty (cévní výztuže), žilní filtry, kovový embolizační materiál a okludery 6 a více týdnů po implantaci Kloubní náhrady, osteosyntetický materiál a dentální implantáty 6 a více týdnů po implantaci, bez známek uvolňování (bez ohledu na použitý materiál) Náhrady srdečních chlopní s výjimkou cíleně udané MR nekompatibility Neaneuryzmatické chirurgické cévní svorky (hemostatické klipy) 6 a více týdnů po implantaci Svorky na žlučových cestách 6 a více týdnů po operaci
Metodický list pro vyšetřování pacientů s kovovými implantáty na MR, MR sekce ČRS ČLS JEP
Písemné potvrzení výrobce implantátu o jeho plné MR kompatibilitě (kdekoli v těle pacienta) s písemným potvrzením operatéra, který jej implantoval Nitroděložní tělíska (IUD) Stenty (cévní výztuže), žilní filtry, kovový embolizační materiál a okludery, pokud lze písemně doložit plnou MR kompatibilitu (bez ohledu na dobu implantace)
Metodický list pro vyšetřování pacientů s kovovými implantáty na MR, MR sekce ČRS ČLS JEP
Fallotova tetralogie
MR vyšetření
st. p. rekonstrukci výtoku PK homograftem CE-MRA MIP
Příprava – Pro starší děti není nutná žádná speciální příprava – Nemusí být lačný ani při vyšetření s podáním kontrastní látky – Psychická příprava (hluk, uzavřený prostor) – Do 5 let – anestézie – Nad 5 let – podle schopnosti spolupráce (anestézie, sedace, domluva) – Nad 8 let – jako dospělí
AA
NP
NP AA
DA
AA
T2 TSE
NP
CE-MRA MIP
Průběh – – – – –
Pacient je uložen na záda (obvykle) Doprovod (rodič) může být po celou dobu na vyšetřovně Zavedení kanyly i.v. – nejlépe na oddělení, stačí tenká kanyla (24G - žlutá) Přiloženy elektrody EKG (synchronizace s EKG) a MR cívky Skenovaní
–
Medikace
Leží v klidu a dle pokynů zadržuje dech na různě dlouhou dobu V anetezii – respiratory triggering Doba trvání vyšetření (srdce jako celku) - 30-90 minut
AA AA NP
NP
T2 TSE
Zátěžové MR - dobutamin, adenosin
CE-MRA VRT
AA – ascendentní aorta, DA – descendentní aorta, NP – náhrada plicnice T. Adla a kol. Poznámky k MRI VSV. VII. Kurz magnetické rezonance. 25.-27. září 2008, Brno
Rekoarktace Šikmá parasagiální bFFE
CE-MRA VRT
Shrnutí VENC
Vmax = 288 mm/s. Vypočtený tlakový gradient 33 mmHg Zjednoduššená Bernoulliho rovnice: Δp [mmHg] = 4xVmax2 [m/s])
MDCT
MRI
Sedace (anestezie)
< 4 roky
< 7 let
Trvání
10-20 minut
30-90 minut
Prostorové rozlišení
Lepší
Dobré
Časové rozlišení
Dobré
Lepší
I.V. kontrast
Alergoidní reakce, renální dysfunkce
Nefrogenní systémová fibróza
Dynamický angiogram Možná. Výrazně roste nebo perfúze radiační zátěž
Lze využít bez omezení
Kvantifikace toku
Lze rychle a dobře
Nelze
Významná rekoarktace = tlakový gradient > 20 mmHg Libby: Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine, 8th ed. 2007 T. Adla a kol. Poznámky k MRI VSV. VII. Kurz magnetické rezonance. 25.-27. září 2008, Brno
Shrnutí
Shrnutí
MDCT
MRI
Lze, vyšší radiační zátěž
Lepší
Kontraindikace
Renální selhání, alergoidní reakce na KL
ICD, Pacemakery
Stenty a jiné kovové implantáty
Můžou vadit v Nelze hodnoti patenci hodnocení, ale nemusí stentů, výrazné artefakty z kovu
Nejvýraznější riziko
Radiace
Funkce, kinetika
Přehřátí těla (3T)
Ideální indikace
MDCT
MRI
- Koronární stenózy
- Opakované vyšetřování
- Koronární anomálie
- skríning
- Akutní stavy (disekce
- hodnocení toku
aorty) - plicní embolizace - Dýchací cesty - Nemožnost sedace
- hodnocení funkce
modifikováno dle: Pediatric Chest Imaging. Springer 2008
ECHO
CT nebo MR? Někdy je těžké se rozhodnout
MR – Především při opakovaných vyšetření (dlouhodobé sledování)
CTA – posouzení vztahu tracheobronchiálního stromu a velkých cév – detailní anatomie (EKG synchronizace) – Kontraindikace pro MRI – Není dostupné MRI
Děkuji za pozornost