PHƯƠNG PHÁP CHỤP X QUANG CẮT LỚP VI TÍNH (X-RAY COMPUTED – TOMOGRAPHY) HOÀNG ĐỨC KIỆT Đại cương Năm 1979, giải thưởng Nobel y học trao cho hai chuyên gia vật lý học Cormack (Mỹ) Hounfield (Anh) đóng góp hai ơng cho thành công phương pháp chụp cắt lớp-vi tính (CL-VT) Sự kiện nói lên cống hiến to lớn vật lý cho y học, đồng thời thể giá trị phương pháp chụp CL-VT chẩn đoán, điều trị nghiên cứu khoa học y học - Kỹ thuật máy: Về mặt kỹ thuật hình thành hệ máy dựa nguyên tắc kỹ thuật phát tia X kết khác Dựa vào lý thuyết tái tạo ảnh cấu trúc vật thể chiều, Hounsfield thiết kế máy chup CL-VT gồm có hệ thống phát xạ QTX đầu dị đặt đối diện với bóng X quang Hệ thống quay quanh đường trịn mặt phẳng vng góc với trục thể Chùm tia qua cửa sổ hẹp (vài milimét) qua thể bị hấp thu phần, phần lại đầu dò ghi lại Kết qua ghi nhiều vị trí khác bóng X quang (cũng có nghĩa nhiều hình chiếu nhiều lớp cắt thể) chuyển vào nhớ máy vi tính để phân tích, phương pháp cho phép phân biệt cấu trúc thể mặt phẳng có độ chênh lệch tỷ trọng 0,5% 1.1 Thế hệ 1: Máy chụp có đầu dị (Detector), ứng dụng nguyên tắc quay tịnh tiến Chùm QTX cực nhỏ chiếu qua thể tới đầu dị để thu nhận kết Bóng QTX, phải quay quanh thể 180O Khi quay 1O quét ngang thể phát tia để đo Một quang ảnh vài phút 1.2 Thế hệ 2: Máy chụp có nhiều đầu dị, quay + tịnh tiến Chùm QTX có góc mở rộng khoảng 10O đối điện với nhóm từ 5-50 đầu dị Máy hoạt động theo nguyên tắc quay + tịnh tiến chùm QTX rộng nên giảm số lần quét ngang Thời gian chụp quang ảnh 620 sec 1.3 Thế hệ 3: Máy chụp có nhiều đầu dị dùng nguyên tắc quay đơn chùm QTX có góc mở rộng hơn, chùm hết lên thể cần chụp 200-600 đầu dò ghép thành cung đối diện X quang Bóng QTX vừa quay vừa phát tia, dãy đầu dị quay chiều với bóng ghi kết Thời gian chụp quang ảnh từ 1-4 sec; độ dầy lớp cắt đạt tới mm 1.4 Thế hệ 4: Máy chụp hệ thống đầu dò tĩnh, gá cố định vào 360O đường trịn, số lượng đầu lên tới 1000 bóng QTX quay quanh trục thể phát tia Thời gian chụp quang ảnh đạt tới sec, thuận lợi cho khám xét tạng chuyển động - Đơn vị thể tích, đơn vị ảnh, tỷ trọng: Một lớp cắt chia nhiều đơn vị thể tích vẽ số đơn vị thể tích lớp cắt lớp, a = b cạnh vuông đáy đơn vị thể tích thường từ 0,5 - mm, d độ dày lớp cắt đồng thời chiều cao đơn vị thể tích (từ - 10 mm) Mỗi đơn vị thể tích lên ảnh điểm nhỏ, tổng điểm họp thành quang ảnh (Volume element - picture element) Dựa vào độ hấp thu tia X đơn vị thể tích, máy tính tính tỷ trọng trung bình thể ghi nhớ lại Cấu trúc hấp thu nhiều tia X tỷ trọng cao Vì người ta gọi phương pháp chụp CL-VT chụp cắt lớp đo tỷ trọng (Tomodensitometrie) dựa vào hệ số suy giảm tuyến tính chùm QTX (#) người ta tính tỷ trọng cấu trúc theo đơn vị Hounsfield qua công thức: M(X) – M(H2O) K N(H) = H(H2O) N(H): trị số tỷ trọng tính đơn vị Hounsfield cấu trúc X M(X): hệ số suy giảm tuyến tính QTX qua đơn vị X H2O: nước tinh khiết K: hệ số 1000 theo Hounsfield đưa chấp nhận Theo công thức trên, X là: - Nước (H2O) có tỷ trọng khối 1,000g/cm3  đơn vị H - Khơng khí có tỷ trọng khối 0,003g/cm3  -1000 đơn vị H - Xương đặc có tỷ trọng khối 1,700 g/cm3  1700 đơn vị H - Xuất huyết, tụ máu: 55-75 HU; chất xám: 35-45 HU; chất trắng: 20-30 HU; dịch não tuỷ: 0-10 HU; mỡ: - (-100) HU Áp dụng chụp CL-VT chẩn đốn 2.1 Chụp CL-VT khơng dùng thuốc cản quang: Hầu hết khám xét CL-VT bắt đầu chụp khơng có thuốc cản quang Dựa vào dấu hiệu lâm sàng, X quang siêu âm… để chọn vùng đưa vào CL-VT Tất lớp vi tính vng góc với trục thể trừ sọ não cắt theo mặt phẳng diện cần thiết Độ dày cắt lớp thường dùng 10 mm với bước chuyển (step) 10 mm Đối với sọ, hố yên, xương đá, thượng thận phải dùng cắt lớp mỏng hơn: mm, dùng bước chuyển nhỏ độ dày lớp cắt để khơng bỏ lọt hình bất thường nơi tiếp giáp hai lớp Tái mặt phẳng khác (Reformating) Sau có kết lớp cắt nhớ, ta xây dựng lại hình ảnh theo mặt phẳng thầy thuốc tự chọn thí dụ cắt lớp nghiêng, cắt lớp diện, chếch… Hiện ảnh khơng gian chiều: máy sản xuất gần thường cho ghép chương trình Có thể u cầu máy cho ảnh chiều với khoang mở tự chọn (Three-dimensional display), ảnh đặc biệt quý cho phẫu thuật viên sọ não 2.1.1 Đánh giá cấu trúc lớp cắt thường gọi số đo trung bình theo tỷ trọng Hounsfield để nhận xét Dựa vào số đo trung bình mơ lành, ta có loại cấu trúc dựa theo tỷ trọng: - Tăng tỷ trọng tăng độ đậm (hyperdense): vùng cần đo có số đo cao mơ lành cá nhân - Giảm tỷ trọng giảm độ đậm (hypodense): kết thấp mô lành tạng, người - Đồng tỷ trọng độ đậm (isodense): kết ghi tương tự mơ lành tạng người Đối với ổ bất thường tăng tỷ trọng giảm tỷ trọng, nắm vững thể học lớp cắt ngang ta nhận biết khơng khó khăn việc nhận biết ổ lạ thường thuộc loại tỷ trọng nhiều phức tạp, phải dựa vào dấu hiệu gián tiếp thường phải nhờ trợ giúp thuốc cản quang 2.1.2 Những biến đổi bệnh học hình thái: Các cấu trúc thể sống xem xét vật thể có độ lớn tính Chúng phản ứng lại với tác nhân chấn thương, nhiễm trùng sinh u biến đổi chuyển hoá cách khác Những biến đổi thấy phần ảnh chụp cắt lớp vi tính - Dịch kén, dịch viêm, dịch thấm Trong thể có gặp loại kén nhiều tạng Dịch khoang kín kén có tỷ trọng gần với nước (H2O) Tỷ trọng phụ thuộc nhiều vào lượng Protein dịch Kén dịch khoang vô mạch nên tỷ trọng không đổi ta đưa thuốc cản quang vào mạch máu Dịch tiết hay dịch viêm có lượng Albumin 30g/lít đạt tỷ trọng 2030 đơn vị H Dịch thấm Albumin hơn, tỷ trọng gần với nước - Máu – ổ máu tụ: Tỷ trọng máu phụ thuộc nhiều vào lượng Albumin phần tử hữu hình, lấy hết phần tử hữu hình đi, tỷ trọng máu giảm từ 55 đơn vị H xuống 15-20 đơn vị H Máu cục ổ máu tụ có tỷ trọng cao hẳn máu tuần hồn Q trình tiêu ổ máu tụ: tiêu sợi huyết phần tử hữu tượng thể hấp thụ lại Albumin ổ máu tụ làm cho tỷ trọng máu giảm dần; tượng tăng tỷ trọng tồn đến ngày thứ sau chảy máu Sau tỷ trọng trở nên cân với tổ chức hạt phần mềm sau tuần tỷ trọng thấp phần mềm Tại ổ máu tụ lớn hình thành bao tổ chức tạo thành, tỷ trọng giảm dần theo giảm Albumin bao cuối ta có kén dịch Giai đoạn tăng tỷ trọng ổ máu tụ quí chẩn đốn đặc hiệu Bỏ qua tuần lễ đầu, chẩn đốn khó khăn nhiều phải loại trừ q trình khác có tỷ trọng tương tự - Áp xe hố: Q trình viêm khơng hồi phục dẫn đến hình thành ổ áp xe Tổ chức hoại tử, dịch viêm bạch cầu chết thành phần mủ Trường hợp điều trị tốt ổ áp xe vô trùng sau điều trị tự tiêu ảnh chụp CL-VT thấy kén mà dịch giàu Albumin Thơng thường mủ có tỷ 30 đơn vị H Tổ chức hạt bao quanh áp xe giàu tuần hoàn nên ta đưa thuốc cản quang vào tĩnh mạch ta bao tăng tỷ trọng bọc quanh ổ áp xe, thể trường hợp áp xe hình thành Các ổ áp xe mạn tính có vỏ rõ ảnh chụp CLVT không tiêm thuốc cản quang Tỷ trọng mủ chứa áp xe theo thời gian giảm xuống gần với nước - Những biến đổi khác: Hiện tượng vơi hố ổ hoại tử vơi hố Protein thoái hoá thường gặp phim X quang cho thấy tỷ trọng cao ảnh CL-VT; tuỳ theo mức độ thấm vôi, tỷ trọng ổ bệnh xuất cao ổ máu tụ tỷ trọng xương cứng Thoái hoá thoái hoá bột chứa Albumin tế bào tổ chức kẽ không cho thấy thay đổi tỷ trọng Các ổ hoại tử trái lại thể giảm tỷ trọng rõ rệt q trình dịch hố tổ chức Ta gặp ổ viêm không hồi phục u phát triển nhanh thiếu ô xy tổ chức chảy máu u 2.2 Chụp cắt lớp vi tính có áp dụng chất cản quang: Hai hình thức đưa thuốc cản quang vào thể là: đưa vào khoang tự nhiên đưa vào lòng mạch 2.2.1 Đưa thuốc cản quang vào khoang tự nhiên: Các khoang tự nhiên ống tiêu hoá, tạng rỗng hay chứa dịch, khoang dịch não tuỷ đưa thuốc cản quang vào để làm rõ hình dáng, đường bờ, thành phần chứa bên mối liên quan với cấu trúc lân cận Khác với việc áp dụng thuốc cản quang X quang qui ước, chất cản quang dùng CL-VT cần có tiêu chuẩn sau: - Dung dịch phải có độ cản quang ổn định: chất cản quang phải hồ vào dung dịch, khơng có tượng lắng, kết tủa… - Dung dịch cản quang phải có áp lực thẩm thấu cân với thể (330 mosmol/kg) để tránh tượng đặc hồ lỗng thuốc cản quang trao đổi dịch với thể - Độ cản quang dung dịch không cao để tránh nhiễu nhân tạo cho ảnh giống trường hợp kim loại thể Độ cản quang thích hợp dung dịch 150 đơn vị H 2.2.2 Đưa thuốc cản quang vào lịng mạch: Hình thức chủ yếu tiêm vào tĩnh mạch loại thuốc cản quang thải trừ qua đường thận Dựa vào hiểu biết dược động học thuốc cản quang thể để định lượng thuốc, tốc độ bơm thời điểm chụp CL-VT so với thời điểm bơm thuốc 2.3 Lượng nhiễu xạ chụp CL-VT: Liều nhiễm QTX vùng thể chụp CT-VT tương đương với liều chỗ lần khám đại tràng chụp thận tiêm tĩnh mạch (2-3 rad) Liều sinh dục: cấu trúc máy bảo vệ tốt nên thường thấp nhiều so với khám X quang qui ước khơng chụp CL-VT trực tiếp vùng có quan sinh dục Chỉ định chụp CL-VT lâm sàng Chụp CL-VT đem lại nhiều lợi ích chẩn đốn, chưa kể đến thủ thuật chọc dò ứng dụng điều trị dựa vào kỹ thuật CL-VT Ngoài việc phát ổ bệnh lý có kích thước nhỏ (vài milimét), nhờ đo tỷ trọng ổ bệnh, chụp CL-VT cho phép dự đoán cấu trúc ổ bất thường thể Tuy số lượng máy hạn chế giá thành cao nên nước nghèo định cịn thu hẹp Dưới xin trình bày định chụp sọ não định chụp toàn thân 3.1 Sọ não: Các cấu trúc bên hộp sọ, với X quang qui ước, X quang mạch máu điện não đồ thường khơng đủ để thăm dị, hình thái học Do lợi ích lớn chẩn đoán sọ não chụp CL-VT, nhiều nước sản xuất máy chuyên dụng cho sọ não Các ổ máu tụ màng cứng chấn thương 3.1.1 Chấn thương có vỡ xương thường khơng khó khăn việc chẩn đốn lâm sàng Đặc biệt có ích ổ máu tụ nội sọ, ổ máu tụ màng cứng, ổ máu tụ mạn tính,khơng có vỡ xương sọ Các ổ máu tụ mạn tính thường có tỷ trọng thấp tổ chức não, phải áp dụng thuốc cản quang tĩnh mạch để làm rõ chúng Các ổ máu tụ đồng thời hai phía đối diện hộp sọ, vùng khơng gây chuyển dịch vị trí động mạch não thường phát chụp động mạch 3.1.2 Các tai biến mạch máu não Trên ảnh CL-VT dễ dàng phân biệt ổ máu tụ chảy máu với ổ giảm tỷ trọng nhồi máu tắc mạch não Phát tắc mạch gây nhồi máu ảnh chụp CL-VT thường đạt sau đột quị từ 12-24 Đặc biệt có ích điều trị phẫu thuật sớm trường hợp chảy máu-tụ máu 3.1.3 Các tổn thương viêm Nói chung tổn thương viêm não lan toả thường khó phát ảnh CL-VT Các ổ viêm khu trú di chứng viêm não nhiều ổ khu trú cho thấy ổ tỷ trọng não Bệnh viêm não tuỷ- chất trắng cho thấy hình ảnh phân biệt với viêm não lan toả Các ổ áp xe não nhiễm trùng dễ dàng phát băng chụp CL-VT áp xe mãn tính Tiêm thuốc cản quang vào tĩnh mạch kết hợp chụp CL-VT làm rõ bờ ổ áp xe hình thành Các tổn thương khu trú ổ não ký sinh trùng định chụp CL-VT 3.4.1 Do u não Chụp CL-VT cho phép xác định vị trí, độ lớn dự đốn cấu trúc u Để dự đoán chất u thường phải tiêm cản quang tĩnh mạch để đánh gia lưới tuần hoàn u Tuy việc phân biệt u não, áp xe não nhồi máu não phải kết hơp với bệnh cảnh lâm sàng 3.1.5 Chụp CL-VT cịn giúp phát để xử trí dị tật bẩm sinh cấu trúc bên hộp sọ 3.2 Chụp CL-VT tồn thân Có hai loại định khám CL-VT chính: - Khám để phát hiện, chẩn đốn chẩn đốn phân biệt Đó trường hợp mà phương pháp thăm dò khác X quang qui ước, xét nghiệm sinh hoá, huyết học, siêu âm… khơng đưa lại chẩn đốn dương tính Nói chung thăm dị khác thường trước chụp CL-VT - Chụp để đánh giá lan rộng ổ bệnh lý nhằm đạt phương pháp điều trị thích hợp nhất, an tồn tiết kiệm cho bệnh nhân Đối với cac nhân phổi có kích thước từ 3-10 mm, X quang qui ước kể chụp cắt lớp phát từ 20-40% Đối với phẫu thuật bụng ngực, chụp CL-VT giúp cho phẫu thuật viên giảm đáng kể bất ngờ lúc mổ lập chương trình mổ thuận lợi cho thấy mối quan hệ ổ bệnh với tạng lân cận  ... phương pháp chụp CL-VT chụp cắt lớp đo tỷ trọng (Tomodensitometrie) dựa vào hệ số suy giảm tuyến tính chùm QTX (#) người ta tính tỷ trọng cấu trúc theo đơn vị Hounsfield qua công thức: M (X) –. .. đốn 2.1 Chụp CL-VT khơng dùng thuốc cản quang: Hầu hết khám x? ?t CL-VT bắt đầu chụp khơng có thuốc cản quang Dựa vào dấu hiệu lâm sàng, X quang siêu âm… để chọn vùng đưa vào CL-VT Tất lớp vi tính... thành cung đối diện X quang Bóng QTX vừa quay vừa phát tia, dãy đầu dị quay chiều với bóng ghi kết Thời gian chụp quang ảnh từ 1-4 sec; độ dầy lớp cắt đạt tới mm 1.4 Thế hệ 4: Máy chụp hệ thống đầu