Ugrás a tartalomhoz

Radiológia

Lóránd, Fráter (2010)

Medicina Könyvkiadó Zrt.

1. fejezet - I. Képalkotó módszerek

1. fejezet - I. Képalkotó módszerek

A képalkotás elve

Radiológiának nevezzük a képalkotó orvosi diagnosztika összességét. A képalkotás folyamán valamilyen – szemmel nem érzékelhető – fizikai jelenség felhasználásával látható képet hozunk létre az élő szervezet belsejének alak- és működésbeli viszonyairól. Röviden: a képalkotó eljárások segítségével tesszük láthatóvá a láthatatlant.

Alapfogalmak

A kép

A kép: tárgyak vagy események síkban való megjelenítése. A radiológiában képnek tekintünk minden olyan látvány jellegű, vizuális információt (görbét, sík- vagy térhatású megjelenítést, vektort, spektrumot stb.), ami a lényeget illetően egyszerű megszemléléssel is értékelhető. Más kérdés, hogy a részletek pontosításához és értelmezéséhez további adatokra lehet szükség.

Képalkotás

A beteg megtekintése során a kép a látható fény tartományában keletkezik: még az endoszkópia esetében sem kell létrehozni, csupán hozzá kell férni egy optikai eszköz segítségével (1. ábra). Kép „alkotásra” azért van szükség, mert még maguk a kép létrehozására szolgáló fizikai jelenségek – a röntgensugarak elnyelődése, az ultrahangok visszaverődése, az izotópok gamma-sugárzása, a protonok rezonanciája – is láthatatlanok. A folyamat során a röntgensugár átjárja a testet (transzmisszió), az izotópok sugárzása a test belsejéből lép ki (emisszió), az ultrahang visszaverődik (reflexió), mágnesrezonanciás vizsgálat során pedig a testben fellépő térerő változás kelt elektromos áramot (indukció).

1. ábra. Az optikai kép. A látható fény tartományában készített képek (mint pl. az endoszkópiás kép) színei a valóságnak mindenben megfelelnek, mert képalkotásra ugyanolyan energiaféleséget használtunk, amilyet a szemünk is érzékel. A kapott adatok csakis a fény számára hozzáférhető felszínre korlátozódnak.

A kép keletkezése

Energiaközlés

Szemünkben a tárgyak felületéről visszaverődő fény fotonjai hozzák létre a látható képet, ahhoz azonban, hogy a szervezet belsejéből nyerhessünk adatokat, oda be is kell hatolni. Az ehhez szükséges energiát a térben vagy anyagban tovaterjedő rezgések, különböző hullámféleségek adják. Ultrahang-vizsgálatnál ezt mechanikus rezgéshullám, röntgen- vagy mágnesrezonanciás vizsgálat alkalmával pedig elektromágneses hullám formájában közöljük a vizsgálandó testtel. Ha az alkalmazott energia túl kicsi, nem tud bejutni a szervezetbe, ha viszont túl nagy (mint a kozmikus sugárzásé), értékelhető változás nélkül halad keresztül rajta, ezért nem tud adatokat előhozni belőle.

Az energia és az anyag kölcsönhatása

Kép csak akkor keletkezhet, ha a beható energia és a szervezet között kölcsönhatás jön létre, ennek azonban az az előfeltétele, hogy a használt energiaféleség adagjai, kvantumai a vizsgálandó anyaggal közölhetők legyenek. Ez nem mindig lehetséges, hiszen ugyanaz az anyag, különböző energiasugárzásokkal szemben eltérően viselkedik. A napsugár akár 10 m vastag vízrétegen is áthatol, a γ-sugarakat viszont ugyanez a vízréteg elnyeli, vagyis a fénynél jóval nagyobb energiájú sugarak számára a víz „átlátszatlan”. A radiológiai osztályokon használatos ólomüveg ablakok is átengedik a fényt, a röntgensugárzást azonban gyakorlatilag felemésztik.

A kölcsönhatás során mind a beható energiaféleség, mind az azt fogadó test fizikai változáson megy keresztül. Az energia fogyatkozik, a test fizikai tulajdonságai pedig bizonyos mértékű átalakulást szenvednek.

A módosult energia mint adathordozó

A kölcsönhatás eredményeképpen a felhasznált energiaféleség jellemzői megváltoznak és ez a módosulás hordozza a testből származó adatokat. Az elektromágneses vagy ultrahang hullámok mennyiségének, minőségének, tér- és időbeli eloszlásának alakulásából következtetünk arra, hogy hol és mi hozhatta létre ezt az eltérést. A testből kilépő, módosult energia nemcsak a szervezet morfológiai tulajdonságairól, mint mondjuk a csontok alakjáról és szerkezetéről (2. ábra), hanem számos szerv mozgásáról, vérátáramlásáról, neuron aktivitásáról vagy egyéb működéséről is tájékoztat (3. ábra). A testtel való kölcsönhatás eredménye azonban még mindig csak szemmel nem érzékelhető energiaértékek halmaza, a benne rejlő információkat további műveletekkel szükséges láthatóvá tenni.

2. ábra. „Alkotott kép”. Röntgenfelvételen minden információ a szürke árnyalataiban jelentkezik és a kéz belsejéből származik. Ami ennél is fontosabb: ilyen képet sem műtétnél, sem boncolásnál, de még mikroszkóp alatt sem láthatunk.

3. ábra. Funkcionális vizsgálat. A szürkeárnyalatos MR-felvételen a bal temporalis lebenyben jókora daganat látszik (világos területek). A rámásolt aktivitási adatok (színes foltok) azt mutatják, hogy a kisbaba – édesanyja hangjával aktivált – beszédközpontjai távol esnek a daganattól és nem fognak sérülni a műtét során.

A láthatatlan kép tartalma

A különböző képalkotó eljárásokkal a szervezet más és más jellemzőiről kapunk képet. Nem csontot vagy szervfelszínt, vérkeringést vagy fekélyt ábrázolunk, hanem azokat a térben elrendezett energiamódosulásokat, amelyeket ezek a képletek vagy folyamatok az alkalmazott hullámféleségen végbevittek. Az elsődleges kép információtartalmát a testtel kölcsönhatásba lépő energiaféleség fizikai jellemzői (így a röntgensugár keménysége, az ultrahanghullám frekvenciája stb.), vagyis a vizsgálati paraméterek határozzák meg. Ezek célszerű megválasztásától függ az adott képalkotó eljárás diagnosztikai teljesítőképessége, vagyis, hogy egyáltalán mit lehet ábrázolni egy módszerrel és mit nem. Egy adott elektromágneses hullám vagy ultrahang-rezgés nem tud megjeleníteni a saját hullámhosszánál kisebb méretű képletet. Bármennyire más legyen is két testszövet összetétele, ha eltérő rétegvastagságuk folytán sugárelnyelésük véletlenül azonos lesz, a röntgenfelvételen nem különülnek el. Nem jutunk elegendő információhoz úgy sem, ha két eltérő fizikai tulajdonságú képlet között megjeleníthető különbség nem éri el az észrevehetőség szintjét. A különféle képalkotó eljárásokkal nyert képeket olyankor sem lehet helyesen értelmezni, ha túl kevés vagy túl sok jelet fogtunk fel, esetleg a mintavétel nem abból a jeltartományból történt, amelyben az elváltozás egyáltalán megnyilvánul.

A kép előállítása

Ahhoz, hogy a megváltozott energiaértékek halmazából hasznosítható adatokat tudjunk kinyerni, az eltérések mértékét helyhez, esetleg időhöz kötve kell megjelenítenünk. Az érzékszerveink számára nem hozzáférhető kép elemeinek felismerésére, detektálására szolgáló eszközöknek számosfajtáját használjuk.

Detektorok

A testből kilépő energia felfogására, érzékelésére különböző anyagok használhatók, attól függően, hogy milyen energiaféleséggel van dolgunk.

Fluoreszkáló ernyő: bizonyos anyagok – mint a kalcium-wolframát, cink-szulfid, egyes bárium-vegyületek s egyebek között a gyémánt is – az elnyelt röntgensugárzás hatására, annak időtartama alatt és erősségével arányosan, fényt bocsátanak ki.

Röntgenfilm: egyes molekulák – legismertebben az ezüst-bromid – kémiai kötése ionizáló sugárzás hatására meglazul, de nem bomlik szét, az információ lappangó kép formájában tárolódik az emulzióban.

Xenon-kamra: ionizáló sugárzás hatására a nemesgáz pozitív töltésű atomokra és elektronokra válik, vezetőképessége a sugáradaggal arányosan megváltozik, az információt a kamrán átjutó áram paraméterei hordozzák.

Érzékenyített foszforlemez: a röntgensugarak meghatározott környezetben a foszfor-atomokat gerjesztik, amelyek ezt a magasabb energiatartalmú, de instabil állapotukat 1-1,5 óráig képesek megőrizni.

Piezoelektromos kristály: egyes kristályokban – a tűzkő vagy az egyszerű kvarc is ilyen – mechanikai erőbehatásra, ütésre vagy rezgésre, annak mértékével arányos feszültség, elektromos jel (a kovából szikra) keletkezik.

Elektromágneses tekercs: a mágnesrezonanciás készülék tekercsében a benne lévő testet alkotó atommagok protonjainak rádiófrekvenciás hullámmal összehangolt, forgó mágneses perdülete áramot indukál, a tekercs így képes lesz a szervezetben keletkezett mágneses jelek vételére.

Nátrium-jodid kristály: bizonyos alkáli fémsó molekulák ionizáló sugárhatásra egymástól térben és időben elkülönülő, diszkrét fényfelvillanásokkal válaszolnak. A szcintilláció soronkénti letapogatása útján kapott adatokból a mérési folyamat végén a sugárelnyelődés mátrix-képe adódik össze.

Cézium-jodid kristály: ennek a nehéz alkáli fémnek a sókristályaiban a röntgensugárzás hatására ugyancsak felvillanások keletkeznek, amelyek energiája fotodiódák segítségével helyhez kötve, pontonként lemérhető.

Szilícium- vagy szelén-lemez: bizonyos, különlegesen szennyezett félvezetők elektromos vezetőképessége a röntgenfotonok beütközési helyén megváltozik, így a rajtuk átvezetett töltés jelhordozóvá formálódik.

Szendvics-lemez (flat panel): több detektorféleség (többnyire cézium-jodid és valamilyen félvezető)egymás alá rétegezésével a felvillanások fényenergiája és a vezetőképesség változása egymás hatását erősítve hoz létre elektron-képet, amit azután igen érzékeny – ún. töltéscsatolt kamrák vagy vékonyfilm detektorok érzékelnek (4. ábra).

4. ábra. Szendvics-lemez. A beütköző röntgen fotonok energiájának egy része a szcintillátorból fény fotonokat léptet ki. A fény és a sugárzás energiájának többi része elektronok kibocsátására készteti a szilícium-lapkákat, amik azután – tranzisztorok közbeiktatásával – elektromos jellé erősödnek.

A detektált és helyhez rendelt értékek látható tartományon kívüli halmazát lappangó (latens) képnek nevezzük. Ezeket rendszerint még egy további eljárással kell közvetlenül értékelhető, vagy legalábbis további feldolgozásra alkalmasabb adathalmazzá átalakítani.

Konvertálás

A felfogott energiaféleségek szemmel is érzékelhetővé tételét, a látható fény tartományába alakítását konvertálásnak, átfordításnak nevezzük.

A fluoreszkáló kristályszemcsék a detektálással egyidejűleg, egyetlen lépcsőben alakítják fénnyé a röntgensugárzás energiáját, ezért az átvilágító ernyő nem csupán detektor, hanem egyben konverter is. A kép azonban csak a sugárexpozíció tartama alatt látható.

A röntgenfilm emulziójában felépült latens képet vegyi folyamattal, az előhívással tesszük láthatóvá, melynek során az ezüst-bromidból kiváló, fekete színű, elemi ezüst szemcsék eloszlása adja a filmen rögzíthető, hosszú távon megmaradó, tárolható képet.

Az aktivált foszforos, ún. képtároló lemez leolvasó készülékében lézersugár pásztázza végig a lemezt. Ennek hatására a gerjesztett atomok fölös energiájukat éppúgy fény-fotonok formájában sugározzák ki, mint az optikai fehérítővel kezelt fehérneműk a diszkó ultraibolya fényében. A tárolt kép minden egyes pontján az elnyelt sugáradaggal arányos erősségű fényfelvillanások keletkeznek, amit azután fotodiódák alakítanak elektromos jellé.

A digitális radiográfiás, illetve az ultrahang, számítógépes rétegvizsgáló és mágnesrezonanciás készülékek detektorainak elektromos impulzusait analóg/digitális átalakítás után, számítógép konvertálja értelmezhető képpé.

A kép megjelenítése

A képet a felfogott fizikai eltérésekből mint képelemekből építjük fel. A nyert adatokat kétféleképpen lehet láthatóvá tenni: valamilyen detektorra való vetítéssel, vagy a detektált adatokból történő számítással.

Vetített kép

A röntgen átvilágítás és felvétel folyamán egy pontszerű forrásból induló sugarakkal, a szervezet vizsgált térfogatáról gyűjtött valamennyi adatot egyetlen, kétdimenziós vetületben fogjuk fel (5. ábra). Lapszerű digitális detektor természetesen digitális formában fogja fel a vetített képet. A sugárelnyelődésből adódó elsődleges, vetületi képet azonban digitalizálás közbeiktatása nélkül, direkt módon, közvetlenül is láthatóvá lehet tenni egy fluoreszkáló ernyő, röntgenfilm (vagy xeroradiográfiában szelén-lemez) segítségével.

5. ábra. Vetített kép. A tárgyat egyetlen pontból kiinduló sugarakkal egy sík felületen képezzük le. A vetület a valóságnak csupán azt a részét adja vissza, amelynek a leképezésére a sugárforrás alkalmas. Azt megmondani, minek az árnyékát látjuk, nem mindig könnyű.

Számított kép

A digitális radiográfia, UH-, CT-, MR- és izotóp-vizsgálatok esetében mindenkor indirekt megjelenítésről van szó, mert a szervezet belsejét vagy az abban zajló folyamatokat csupán áttételesen tudjuk megfigyelni. A különböző detektorok soros letapogatást végeznek, majd az így nyert digitális vagy digitálissá konvertált jelekből, hely-kódok hozzárendelésével, a számítógép határozza meg a test egyes pontjaira vonatkozó értékeket (6. ábra). Ezekből további műveletekkel ugyancsak különböző algoritmusok formálják azután képpé az adatokat, amik végül nagyfelbontású kijelzőn, képernyőn jelennek meg.

6. ábra. Számított kép. A kép (a) egyes elemeinek értékét soros letapogatással határozzuk meg (b), majd helykódok segítségével mátrix-képpé rendezzük össze (c). A felbontást a képpontok száma határozza meg.

Az egyes képpontokra vonatkozó értékeket legtöbbször a fehér és fekete között megoszló árnyalatokban, ún. szürkeskálán jelenítjük meg. Az értékelés megkönnyítése végett rendszerint a legvilágosabb árnyalat jelenti az adott eljárással elérhető legnagyobb mértékű sugárelnyelődést, hangvisszaverődést stb. Könnyebb értékelhetőség kedvéért egyik-másik vizsgáló eljárásban színeket is használunk, ezek azonban nem valós, hanem megállapodástól függő, választott színek.

A kép

A megjelenített kép sajátos, nem optikai jellegű, hanem a vizsgáló módszertől függő alaki vagy működésbeli információkat hordoz. Ugyanarról a szervről, szövetről stb. más és más adatokat – és ennek megfelelően más és más képet – kapunk, attól függően, hogy milyen fizikai eljárást vettünk igénybe a kép létrehozásához.

A kép felfogott jelekből és jelek hiányából tevődik össze. A röntgensugár nem „látja” a levegőt, az ultrahang a vizet, az MR a tömör csontot – mi azonban éppen a jelhiány alapján ismerjük fel ezeket az anyagokat a képen (7. ábra). Ahol anyagi vagy szöveti összetételükben különböző tulajdonságú képletek valamilyen okból azonos mértékben változtatják meg a beható energiát, nem lesz különbség a keletkező jelben: az adott módszer szemponjából eggyé mosódnak össze.

7. ábra. A kép összetevői. Szemünkben a kép jelekből és a jelek hiányából áll össze. Az ultrahang például fizikailag „nem látja” a vizet, mégis éppen ez által válik erősségévé a folyadékok kimutatása. Fehér papíron a fekete számít jelnek, a képalkotó diagnosztikában többnyire sötét alapon világos a jel.

Másrészt annak ellenére, hogy mindaz, amit egy ultrahang-, röntgen-, CT- stb. felvételen felismerünk, rendelkezik valós megfelelővel a testben, de azt és úgy, amit és ahogyan a kép ábrázol, semmilyen más módon, sem műtétnél, sem boncoláskor, de még mikroszkóppal sem látnánk. Ez a kép a leképezés tárgyát illetően kétféle: morfológiai vagy funkcionális lehet.

Morfológiai képalkotás

A vetített kép minden egyes pontja az energiának a testen való áthaladása során elszenvedett valamennyi változását összegezve jeleníti meg, ezért a röntgen átvilágítási kép és a felvétel szummációs kép. Ha viszont a testből egyszerre csak egyetlen réteget tapogatunk le és annak adatait síkonként, elkülönítve jelenítjük meg, metszeti képeket kapunk, ilyen az ultrahang (UH-) leképezés, a számítógépes rétegfelvételezés (CT), illetve a mágnesrezonanciás (MR-) vizsgálat. Szummációs felvételen egy elváltozás térbeli helyzetére inkább csak következtetni tudunk, metszeti képalkotással ez nagy pontossággal mérhetővé válik.

A hagyományos röntgenvizsgálattal kapott képet fluoreszkáló ernyőn vagy filmen, a térbeli adatokat kétdimenziós formába tömörítve alakítjuk ki. Kellő számú síkra vonatkozó adatokból az UH-, CT- és MR-vizsgálatok képeit háromdimenziós rekonstrukcióval, a képernyőn térhűformábanisláthatóvá tudjuk tenni. Igazán pontos térbeli megjelenítésre csak akkor van lehetőség, ha volumetrikus méréssel, a vizsgált testrész valamennyi térfogateleméről, kihagyások nélkül gyűjtöttünk adatokat. A térbeli digitális adathalmazból rekonstrukció útján, számítással különböző síkokban metszeteket lehet képezni. Ezek általában transzverzális (axialis), sagittalis vagy coronalis síkúak, de ettől eltérőek, hajlítottak vagy a vizsgáló által szabadon választott, szabálytalan lefutásúak is lehetnek. A letapogatott térfogatból utólag tetszés szerinti síkokat, vagy részleteket vághatunk ki. Ezeket a tömböket megjeleníthetjük tömegükben (volumen rendering) vagy határfelületük mentén (surface rendering). Kiemelhetjük a legmagasabb értékű (maximum intensity projection) vagy legalacsonyabb értékű (minimum intensity projection) területeket, sőt egy virtuális fényforrással megvilágítva térbeli megjelenésűvé alakíthatjuk (shaded surface display) (8. ábra). Megfelelő térbeli kijelző hiányában persze a „3D” kép valójában csak térhatású, árnyékolt, tömegszerű megjelenítés. A több irányból szemrevételezhető, körbeforgatható kép a szemléltetés mellett főleg a sebészi beavatkozások tervezését könnyíti meg. Számítógép vezérléssel, megfelelő kiegészítő berendezések csatlakoztatásával persze igazi térbeli modellt is elő lehet állítani. Dinamikus 3D képalkotásról akkor beszélünk, ha az egyébként mozdulatlan térbeli leképezés forgatható, illetve ha akörül, vagy annak belsejében a vizsgáló nézőpontja mozog.

8. ábra. Térhatású megjelenítés. A számítógép a csontokra vonatkozó térbeli adatokat összerakva, a felületet egy virtuális fényforrásból megvilágítva, árnyékoltan adja vissza.

A virtuális valóság létrehozásához a gyors adatgyűjtés, kontrasztanyag alkalmazás és a dinamikus 3D megjelenítés lehetőségeinek együttes kihasználásával az üreges szervek (belek, hörgők stb.) belvilágáról szerkeszthetünk valósághű, bejárható képeket. A számítógép által előállított képi világban a vizsgáló nézőpontja szabadon mozoghat. Virtuális endoszkópiával, eszköz bevezetése nélkül, úgy ábrázoljuk az üreges szervek belsejét, mintha egy benne haladó optika képét látnánk (9. ábra). Ez persze nem jelenti azt, hogy felismerhetjük akár az erosiós vérzést is, hiszen a számítógép nem a nyálkahártyát vagy vért magát, hanem csupán két, egymástól eltérő jelintenzitású térfogat (többnyire a hörgő- vagy bélfal és a bennük lévő levegő) határfelületét tudja megjeleníteni. A virtuális endoszkópia a valóságosnál kevésbé terheli a beteget és nem lehet vele sérülést vagy fertőzést sem okozni, de természetesen biopsziára sincs lehetőségünk.

9. ábra. Virtuális valóság. A vastagbélben, hosszú nyélen lógó polypus CT-vizsgálattal úgy jeleníthető meg, mintha colonoszkóp optikáján keresztül szemlélnénk.

Funkcionális képalkotás

Amíg a morfológiai leképezés egyes szervek, szövetek alaki jellemzőit mutatja be, addig a funkcionális képalkotás ezek működését jeleníti meg valamilyen képi formában. Attól függően, hogy milyen működést – mozgást, anyagcserét – szeretnénk tanulmányozni, más és más képalkotó technika áll rendelkezésünkre. A legegyszerűbb megjeleníthető működés a mozgás, ami átvilágítással vagy bármilyen egyéb, a szervek helyzetét kellő gyakorisággal bemutató eljárással elemezhető (10. ábra). Általában a történésekkel egyidejű, ún. real time leképezésre törekszünk. A 4D megjelenítés ténylegesen mozgáskövető, a térbeli leképezés és az időbeli felbontás összekapcsolásának köszönhetően a képernyőn a vizsgált szerv saját mozgásával egy időben változó,térérzetet keltő ábrázolás.

10. a. ábra. Mozgásfunkció megjelenítése régen és ma. A bal kamra összehúzódásainak elemzése múlt századi kymográfiával

10. b. ábra. Színkódolt, tissue tracking echocardiográfiás módszerrel. Mindkettő ugyanazt mutatja: a kontrakciók a kamra bázisán a legerőteljesebbek (nyíl).

Ugyanazon térfogat folyamatos, vagy meghatározott időablakon belül többször megismételt letapogatással szöveti működéseket lehet leképezni. Az MR és a nukleáris medicina (ezen belül a molekuláris képalkotás is) a mozgáson túl sok egyebet – vizelet kiválasztást, vérátáramlást, kontrasztanyag halmozást, izotópdúsulást, membrán permeabilitást, neuron aktivitást stb. – képes ábrázolni. Ezek időbeli egymásutánba rendezésével dinamikus információkhoz lehet jutni. A szervezetben keletkezett, vagy oda bejuttatott anyagok sorsa, eloszlása is nyomon követhető a metabolikus képalkotás segítségével. A könnyebb értelmezés végett az egyes szervek működésére vonatkozó számszerű adatokat idő-aktivitás görbék mellett célszerű statisztikai megoszlási térkép formájában a morfológiai képre vetíteni.

Mindezekkel egyre jobban megvilágíthatjuk a szervezet egészséges működésének folyamatát éppúgy, mint a betegségek hátterében zajló működési zavarokat. A funkcionális képalkotás módot ad a gyógyszerhatások nyomonkövetésére és a kezelések adott célterületre összpontosítására vagy személyre szabására is (11. ábra).

11. ábra. Funkcionális megjelenítés. Schizophreniában szenvedő beteg agyi MR-felvételének 3D megjelenítésére rávetítették egyes kérgi területek kóros aktivitását (a) és az állapot javulását gyógyszeres kezelés hatására (b).

Képminőség

A képalkotási folyamat végeredményeként láthatóvá tett kép legjellemzőbb minőségi paraméterei: a jel/zaj viszony, a felbontóképesség és a kontraszt.

Jel/zaj viszony

Ez az arány a képminőség legfontosabb mutatója. Jelnek tekintjük a hasznos információt hordozó és pontosan helyhez köthető energia-módosulást. A zaj részben nem valós vagy számunkra érdektelen adatokat, máskor esetleg valós jelt, de nem keletkezési helyének megfelelően közvetít. Nagyobb zajszintnél romlik a kép élessége, felbontóképessége és kontrasztja. A jobb képminőség elérése érdekében több energiát vagy érzékenyebb detektort kell alkalmaznunk.

Felbontóképesség

A lappangó kép létrehozására használt jel a szöveti szintű ultrahang-megjelenítés kivételével valamennyi módszerben atomi szinten keletkezik. A ténylegesen előállítható, látható kép minősége azonban messze nem éri el ezt a finomságot, felbontása az éppen használt detektor jellemzőitől függ. A részletgazdagságot röntgenfilm esetében az emulzió szemcsenagysága, indirekt leképezésben pedig a mintavétel tér- és időbeli gyakorisága (tehát például az érzékelő lemezen elérhető fotodióda-sűrűség és a kiolvasások közötti idő), továbbá a matematikai algoritmusok teljesítőképessége határozza meg. Technikai okokból tehát a megjeleníthető kép sohasem olyan finom rajzolatú, mint elvileg elképzelhető volna. A felbontóképességnek több formáját különböztetjük meg:

A lineáris felbontást az a legkisebb távolság jellemzi, amely a szummációs képen vagy egy adott metszet síkjában két, egymástól még megkülönböztethető pont között van (12. ábra).

12. ábra. Lineáris felbontás. A hippocampus egy részletének képe 1,5T (a) és 7T erősségű MR-készülékkel (b). A gyengébb felbontású képen csak sejthető területek milliméteresnél finomabb felbontással ábrázolhatók nagyobb mágneses térerő alkalmazásával.

A térbelifelbontást metszeti képalkotó eljárásokban, a metszet síkjára merőlegesen értelmezzük, ez azt a legkisebb távolságot jelenti, aminek a megjelenítésére egy metszet-sorozat képes.

A kontraszt felbontást az a legkisebb jelszintkülönbség jellemzi, amit még képesek vagyunk eltérőként érzékelni.

Az időbeli felbontást csak a mozgásjelenségeket leképező eljárásokban lehet értelmezni, és az időegység alatt előállítható képek száma jellemzi. A korszerű módszereknél a valósággal lényegében egyidejű megjelenítés magától értetődő. Az időbeli felbontást a szokásos, 16-25 kép/sec gyakoriságú képfrissítés fokozásával tehetjük jobbá. Erre gyorsan mozgó szervek, mint a csecsemő szívműködésének tanulmányozása érdekében lehet szükség.

Kontraszt

Egy képkontrasztossága akkor jó, ha a megjelenített képen vagy a szürkeskálán a detektált adatok minél kisebb értékkülönbségei egymástól minél jobban elkülönülnek, vagyis a képpontok a feketedési skála, az ún. gamma-görbe meredek szakaszára esnek. A túlságosan „lapos” képen a detektált adatok zöme egymástól alig elválaszthatóan, szinte egyetlen közös, szürke tartományba mosódik össze. Túl erős kontrasztú megjelenítéssel az adatok nagy része a skála két végpontján, a fehér, illetve fekete tartományokba zsúfolódik, és ezért nem tudjuk őket egymástól szétválasztani.

A képi kontraszt a jellegzetes mértékű sugárgyengítés vagy kontrasztanyag halmozás alapján bizonyos mértékig két, egymástól eltérő anyagi összetételű szövetféleség – amilyen liquor és vér – megkülönböztetését is megengedi, ilyenkor beszélünk szöveti kontrasztról. Egy adott módszer szöveti felbontóképességét a vizsgált térfogat anyagi összetételének és az alkalmazott energiaféleség kölcsönhatásának mértéke határozza meg. Ez nem feltétlenül fizikai, sok esetben inkább tapasztalati fogalom: ha ugyanis egy képen adott szövetként már azonosítottnak vélt árnyalat környezetét mindenfelől letakarjuk, már cseppet sem lehetünk biztosak abban, mit is látunk.

A képelemzés néhány problémája

A különböző radiológiai eljárásokkal nyert felvételek nem magát az anatómiát vagy funkciót, és főként nem egyes betegségeket ábrázolnak, hanem sugárelnyelődési, hang-visszaverődési vagy mágnesrezonanciás eltéréseket. A keletkezett kép hiteles ugyan, de nem magát a valóságot, hanem annak csupán a megjelenítési eljáráson átszüremlett vonatkozásait tükrözik. A leképezett elváltozások valós megfelelőjére csak következtetni tudunk, a képet létrehozó objektív elváltozásokból a radiológus szakmai ismeretei és egyéni tapasztalatai alapján szubjektív következtetéseket von le. Az értékelő – helyesen vagy tévesen – mindenkor valamilyen fizikai változásokat minősít egészséges vagy kóros képletnek, folyamatnak.

Műtermékek

A kép értelmezését a képkeletkezéstörvényszerűségeiből kényszerűen adódó zavaró jelenségek nehezítik. A röntgensugár összegzi, nagyítja, torzítja, sőt esetenként el is felejti az egyes képelemeket. CT-felvételen a mintavétel ideje alatt elmozduló képletek alakja megváltozhat, hiszen bizonyos képletek jele egyes helyeken többször is letapogatásra kerül, másutt meg hiányzik. A mágnesezhető fémek környezetében az MR-készülék valótlan adatokat mér, a kép ezeken a helyeken nem hiteles. A leképezés során nem a vizsgált testből származó, hanem magából a módszerből adódó, valós eredetit nélkülöző képi elemeket műterméknekhívjuk. Ezek egy része hasznos, mert felhívja a figyelmet valamire: ilyen az UH-vizsgálatban a viszonylagos hangerősödés vagy a hangárnyék. Félrevezető viszont, hogy a valóságban létező dolgok el is tűnhetnek a képről. Az MR-felvételeken például – hacsak különleges technikát nem alkalmazunk – az üreges szervekből a jeladó bennék a mérés idejére már tovaáramlik, emiatt az erek üresnek látszanak, a belekben vagy az ureterben telődéskiesés mutatkozik stb.

Indirekt leképezés során a számítási eljárásba is hiba csúszhat. Az ultrahang készülék azonos terjedési sebességgel számol a test egész térfogatában, holott a különböző lágy szövetekben ez eléggé eltérő lehet. Vastag zsírréteg mögött az egyes képletek más mélységben mutatkoznak, mint ahol valójában vannak. CT-vizsgálat során a nagy sugárgyengítési különbségek zavarják a rekonstrukciót, a fémek (amalgámtömés, combnyakszeg) csillag alakú hamis árnyékot hoznak létre (13. ábra). Ha két, eltérő sugárelnyelésű képlet közös mért térfogatba esik, a számítás egy átlagolt, valótlan értéket fog a helyükön mutatni.

13. ábra. Műtermék. A CT számítógépe kudarcot vallott a mérési adatoknak az egyes voxelekre való visszavetítése során: a lágyrészek és a fém fogpótlás túlságosan nagy denzitás-különbségéből adódó csillag alakú képződmény valójában számítási hiba.

Észlelés és értelmezés

A képelemzést észlelési, ún. percepciós hibák is nehezítik: a szemünk által felfogott információ-tömegben nem mindig és nem feltétlenül ismerjük fel a lényeges elváltozást (14. ábra). A téves negatív leletek egyharmada figyelmetlen vagy rendszertelen képolvasásból adódik. Csak azt vesszük észre, amit keresünk – és csak azt keressük, amiről tudunk.

14. ábra. A képelemzés nehézsége. Ha nem tudjuk, hogy mit kell egy képen keresni (esetünkben: egy kertben szaglászó dalmatinert), nehezen vesszük észre.

Egy adott radiológiai elváltozás meglátása nem más, mint egyszerű élettani folyamat, de hogy egy adott elváltozást végül hogyan értelmezünk, az az agykérgi tevékenység minőségétől függ (15. ábra). Az értelmezett kép leírása, a lelet, fizikai jelenségeket tolmácsol a klinikum nyelvén.

15. ábra. A kép értelmezése. Ugyanazt a képet többféleképpen lehet értelmezni. W. E. Hill ismert, tréfás rajzának címe: „Feleségem és anyósom arcképe”. Ami az egyik nézetben a nej bájos profilja, az a másikban az anyós nagy, görbe orra.

Digitális képfeldolgozás

Amikor egy képalkotó rendszer az általa detektált adatokat folyamatos változóval jeleníti meg, analóg leképezésről beszélünk. Ilyen a röntgenfilm feketedése, az átvilágító ernyő fénye, egy gázzal töltött érzékelő kamra elektromos vezetőképessége, amelyek mindegyike széles határok között, a beérkező sugármennyiséggel egyenes arányban és csakis egymással összefüggésben változik (16. ábra).

16. ábra. Analóg kép. Botticelli Vénuszán arcán a színek és árnyalatok folyamatosan mennek át egymásba.

A digitális leképezés során a detektor a beérkező energia jól meghatározott csomagjaira már eleve egymástólelkülönülő válaszokat ad (17. ábra), vagy egy-egy adatsor jeleinek intenzitását egyenlő szakaszokban átlagolja, ennek megfelelően átmenet nélküli, lépcsős, csak egész számokban kifejezhető jelsorozatot kapunk. Az ilyen, ún. diszkrét adatokból folyamatos, analóg hullámgörbét vagy tónusos képet már nem lehet létrehozni, csupán lépcsőzetes oszlopsort vagy szintekre bontott árnyalatokból összetevődő digitális adatsort (18. ábra). Az ilyen jelsorozat egyes lépcsőinek számszerű értéke az, amit nullák és egyesek kombinációiban a számítógépbe táplálhatunk. A megjelenítés során ezekből a diszkrét számokból – azok egyedi értékével valamilyen módon (adott esetben fényesség-értékekkel) arányosan jellemzett – képelemeket, pixeleket (picture elements) hozunk létre. Az egyes pixelek mögött a letapogatás módjától függő kiterjedésű térfogatelemek vannak. A voxel (volume element) olyan hasáb alakú képződmény, melynek alapját a detektor hasznos mérete, magasságát pedig az adatgyűjtés mennyiségétől függően a számítási algoritmus határozza meg (19. ábra).

17. ábra. Digitális kép. Teodóra bizánci császárné mozaikképén minden egyes színárnyalatot külön-külön kis lapocska, képpont jelez, amelyek között nincs átmenet.

18. ábra. Abszorpciós profil. Digitális leképezés során az alma középsíkjában, egyetlen vékony sugárnyaláb gyengülése egymástól elkülönülő értékekből összetevődő, lépcsőzetes görbét rajzol ki. Ilyen görbék sokaságából számítják ki CT-vizsgálat során a metszeti képet.

19. ábra. Pixel és voxel. Az egyes síkbeli képelemek mögött rendszerint valóságos kiterjedéssel bíró térfogatelemek állnak. A szelet vastagságát a mérési eljárás határozza meg.

A digitális kép különálló, egész számú értékekből a mintavételi hely szerint összerendezett mátrix-kép, amit azután jó felbontású kijelzőn jeleníthetünk meg (20. és 21. ábra). A képelemek értéke együtt is, és külön-külön is változtathatók. A képmátrixok mérete változó: 128·128-tól egészen 2048·2048 pixelig terjedhet. A képalkotó diagnosztikában az egyes pixelek információ-tartalma, vagyis egy adott jutó szürke vagy színes árnyalatok száma 8 bit (22. ábra). Ez 256 árnyalatot hordoz, ennél nagyobb mélységű képek feldolgozása és továbbítása már nehézségeket okoz. (Egy jó minőségű zenei CD-n ez általában 20, a tetszetősebb színes reprodukciókon pedig már 24-48 bit).

20. ábra. Analóg röntgenkép. Natív röntgenfelvételen az alma valamennyi alkotó eleme egyetlen képpé adódik össze. Bár minden részletnek van valós megfelelője, nem könnyű felismerni, hogy mit is ábrázol a kép.

21. ábra. Digitális röntgenkép. Az abszorpciós profilokból összeállított mátrix kép jól elkülönülő, diszkrét elemekből épül fel. A lineáris felbontás a mérések számának növelésével finomítható.

22. ábra. A bit-mélység befolyása a képminőségre. A felbontás növelése 1 vagy 4 bitről 8-ra az árnyalatok finomításával hatalmas mennyiségű többlet információt hordoz.

A digitális radiológiai módszerek osztályozása

Elsődlegesen digitális az olyan képalkotó berendezés, amely a mért adatokból a képpontokat közvetlenül számszerű formában állítja elő. Ilyen az UH, a CT és az MR, valamint a digitális detektorral felszerelt röntgenfelvételi egység is.

Másodlagos digitalizálásnál az eredendően analóg képet szolgáltató vizsgáló módszerek képein, képjavítás vagy tárolás céljából, utólag végezzük el a számértékekké alakítást. A képerősítő képét videokamera alakítja soronként analóg elektromos jellé. A videojelből analóg/digitális konverter segítségével létrehozott adathalmaz már számítógépben tárolható, képpé formálható, képernyőn megjeleníthető, értékelhető, és – ha szükséges – lézerkamerával lefényképezhető vagy videoprinterrel kinyomtatható. Így rögzíthetők az átvilágítás közben készített, ún. célzott felvételek.

A digitalizálás előnyei és hátrányai

Az előnyök közé tartozik, hogy az információ minél teljesebb kinyerése érdekében számítógépes műveletekkel a kép utólagosan módosítható, javítható. Az átvilágító berendezéseknél az utolsó kép a memóriában marad, újabb sugárexpozíció nélkül visszanézhető a képernyőn. A különböző vizsgáló módszerek képei egymással közvetlenülösszehasonlíthatók, együttesen értékelhetők, más-más jellegű információkat az anatómiai tájékozódási pontok egybevetésével egymásra lehet másolni. Meg lehet takarítani a film- és vegyszerköltségeket, a képtárolás fizikai helyigénye is csökken. A képek visszakeresése, továbbítása, bemutatása megbízhatóbb és gyorsabb lesz.

Hátrány viszont, hogy a képkezelés, biztonságos adatmegőrzés és továbbítás komoly számítógépes hátteret kíván meg. Rendkívül nagy a teljesen digitalizált, egységes képalkotó rendszer egyszeri beruházási költsége is, ugyanakkor a számítástechnikai eszközök igen gyorsan elavulnak. Gondot jelent az adatbiztonság is: ha sikerül hozzáférni, a digitális jeleket bárki, bármikor meg tudja változtatni, ezért bizonyító értékük adott esetben megkérdőjelezhető. (Mivel a képeket rendszerint tömörítve tároljuk, módosítani pedig csak a kibontott képeket lehet, az újratömörítés pedig felismerhető, a szakemberek meg tudják állapítani, hogy a képeket manipulálták-e. Csak azt nem, hogy mit). Mindezek ellenére, a képalkotó diagnosztikában keletkező, hihetetlen mennyiségű adat kezelésére és tárolására nincs más lehetőségünk, mint a digitalizálás.

A képek utólagos feldolgozása

A digitális formában való rendelkezésre álló felvételeket a számítógépeken a későbbiekben tovább alakíthatjuk, javíthatjuk (23. ábra).Posztprocesszálással megoldható a képek nagyítása, a kontraszt és a fényerő változtatása, a képek negatívba fordítása, választott pontok közötti mérések végzése. A bonyolultabb képfeldolgozó algoritmusok, mint az adatok egy-egy kiválasztott halmazának szétterítése a teljes szürkeskálán, vagyis az ablakolás (24. ábra), a képek egymásból való kivonása (szubtrakció), a térbeli rekonstrukció (25. ábra), a virtuális endoszkópia(26. ábra) és hasonlók előállítására szolgáló szoftverek többségét eleve a készülékbe telepítik. A mért adatok nagyságuk, időbeliségük, elmozdulásuk alapján súlyozhatók. Bizonyos adatcsoportokat a halmazból ki tudunk vágni, azokat akár térfogatukban (tömör képletként) vagy felszínüknek megfelelően („átlátszó” formában) lehet képpé építeni, kiszínezni, elmozdulásukat időben követni stb. A képalkotó diagnosztika egyik legnagyobb eredménye a szerv-, szövet-, sőt sejtfunkció megjelenítése, a számszerű értékek színekkel való jelölése (27. ábra) és a morfológiai képbe illesztése, a kép-fúzió (28. ábra). Ha a kép posztprocesszálását befejeztük, a kapott adathalmazt a könnyebb tárolás és mozgatás érdekében tömöríteni kell – méghozzá a lehető legkevesebb veszteséggel.

23. ábra. Térbeli diagram. Az alma sugárgyengítési értékeit térbeli diagramon is megjeleníthetjük, ahhoz azonban, hogy a kapott adathalmaz hasonlítson is egy igazi almára, a rekonstrukcióhoz jóval bonyolultabb matematikai eljárásokat kell alkalmazni.

24. ábra. Ablakolás. A koponya harántmetszetén lágyrész ablakkal (a) az agyállomány, valamint a falx cerebri (világos szürke csíkok) és a frontalis és hátsó szarvak (fekete) jobbra tolódása mellett jókora epiduralis haematoma (nyíl) ábrázolódik. Csontablakkal (b) egy jelentős elmozdulással járó törést lágyrészek nélkül láthatunk (nyíl).

25. ábra. Térbeli rekonstrukció. A számítógépes rétegfelvételezéssel nyert, a vizsgált térfogat egészére vonatkozó adathalmazból csont-ablakkal a nyaki csigolyák szemből nézett 3D képét állítottuk elő. Az atlas elülső ívén elmozdulás nélküli törés van (nyíl).

26. ábra. Virtuális bronchoszkópia. A CT-vizsgálat során nyert térbeli adatokból (b, c és d) elő lehet állítani a trachea belső nézetét jellemző felületet is. A nézőpont (navigátor, a képen: Navg) elmozdításával más és más területeket tudunk látótérbe hozni. A 3D képen (a) a trachea bifurcatio ábrázolódik, belátunk a két főhörgőbe is.

27. ábra. Színek a képalkotásban. Mivel a kép nem a látható fény tartományában keletkezik, eredetileg nem lehet színes. Egyes értéktartományok jelölésére önkényesen választunk színértékeket, amelyek funkciót (dúsítást, sebességet stb.) jelenítenek meg. A SPECT-képeken, jelölt vörösvértestekkel körülírt, nagy aktivitású – azaz bőséges vértartalmú góc (haemangioma) mutatható ki a májban (nyíl).

28. ábra. Kép-fúzió. A mindhárom síkban rekonstruált FDG-PET- és CT-felvételek egyesítésével nem csak észrevehető lesz a CT-n fel nem ismerhető supraclavicularis metastasis, hanem helyét is pontosan meg tudjuk állapítani (nyíl). A bal kamra izomzata, élénk anyagcseréjének köszönhetően, feltűnően halmoz.

A digitális képek tárolása

Az archiválás során a digitális vizsgáló módszerekkel nyert adatokat rendszerint válogatottan, számítógépes háttértárolókon raktározzuk el. Fontos, hogy a képek hosszú ideig megőrizhetők, viszonylag egyszerűen és lehetőleg gyorsan visszakereshetők legyenek. Bármikor szükség lehet rájuk a betegosztályok, műtők számára, illetve konzultáció, oktatás, tudományos munka céljából. Mind orvosi, mind jogi szempontból a tárolt adatok hozzáférhetőségét jogszabályban előírt ideig – jelenleg legalább 25 évig – biztosítani kell. Ha kell, ezekről bármikor készíthetünk CD-re írt, filmre, esetleg papírra nyomtatott képeket is.

Számítógépes hálózati rendszerek

A teljes kórház számítógépes rendszereaz egészségügyi intézmény működésével, gazdálkodásával kapcsolatos adatokkal, kórtörténetekkel, kezelési leírásokkal, statisztikákkal foglalkozik. A kórházi rendszert és a radiológiai osztály saját rendszerét össze kell kötni annak érdekében, hogy a betegekre vonatkozó adatok, a radiológiai vizsgálatok ütemezése, azok leletei a betegosztályok számára elérhetők legyenek. Lehetőséget kell teremteni a nem képalkotó eljárásokkal nyert adatok és a képek összekapcsolására is.

A radiológiai osztály saját rendszerének feladata a vizsgálatok ütemezése, előjegyzése, leletezése, a velük összefüggő adatok nyilvántartása, illetve a leletek továbbítása a vizsgálatot kezdeményező osztályok, orvosok számára.

A harmadik nagy rendszer a képek tárolását, kezelését biztosítja. A képalkotó diagnosztika termékei ugyanis éppen látvány voltukban teljesek igazán, a szöveges lelet ennek csupán vázlatos kivonata lehet. A digitális képtovábbítás és képtárolás feladata, hogy a hálózatra kapcsolt munkaállomásokon elérhetők legyenek az egyes képalkotó módszerek aznapi, illetve előző felvételei, felvétel sorozatai a képekhez tartozó szöveges adatokkal együtt.

A számítógépes hálózati rendszerek kiépítésének és összekapcsolásának célja végső soron egy egységes egészségügyi informatikai hálózat létrehozása, melyben a betegek egész életútját végigkövető adatbázisok jönnek létre, a rájuk vonatkozó leletek, felvételek, vizsgálati eredmények – szigorú feltételek mellett – szabadon mozgathatók az egyes osztályok és intézmények között.

Teleradiológia

Az informatikai hálózatok segítségével az orvosi képeket és a hozzájuk tartozó szöveges tájékoztatást digitális formában nagy távolságra lehet eljuttatni, és lehetőség nyílik a mindkét végállomáson egyidőben látható képek videotelefonos konzultációjára, második vélemény kikérésére is. A küldött képek a vevőhelyen szükség szerint tovább módosíthatók. Helyi szakorvos hiányában, vagy tényleges filmszállítás nélkül is magas szintű képi diagnosztika nyújtható, a konzultációk javíthatják a helyi radiológusok szakismereteit. Az internet használatakor azonban minden esetben biztosítani kell a személyi és képi adatok törvényben előírt védelmét.

A röntgenológiai képalkotás

A kép keletkezése

A röntgensugár előállítására különleges vákuumcső szolgál, melynek katódcsészéjében lévő fémszálból, izzítás hatására, nagy tömegű elektron lép ki. Ezek azután, a cső katódja és anódja között létrehozott rendkívül nagy feszültségtől felgyorsulva, hatalmas sebességgel ütköznek az anódba (29. ábra). Az elektronok mozgási energiájának túlnyomó része az anódot alkotó elem elektronhéjain hővé alakul. A beütköző részecskék mindössze 1%-a jut be a mag erőterébe, ahol lefékeződik. Az eközben felszabaduló mozgási energia elektromágneses hullámként, röntgenfotonok formájában lép ki a röntgencsőből. Mivel teljesen esetleges, hogy az elektron hol jut be a mag erőterébe és ott mekkora erő hat rá, a keletkező röntgensugárzás spektruma – a fehér fényhez hasonlóan – különböző hosszúságú hullámokból tevődik össze (30. ábra). A röntgencsőből kilépő sugárzás mennyiségét az izzítással, a röntgensugár energiáját, az ún. „keménységet”, pedig a gyorsító feszültséggel lehet szabályozni. Az orvosi diagnosztikában általában 35-150 kV közötti csőfeszültségeket alkalmazunk, amely értékekkel a csőből kilépő sugárzás legkeményebb összetevőjét jellemezzük.

29. ábra. Forgóanódú röntgencső vázlata. A katódba (K) épített izzószálból kilépő elektronok (e) felgyorsítás után az anódtányérba (AT) ütköznek, ahol a kinetikus energia elektromágneses hullámokká, röntgensugárzássá alakul.

30. ábra. A röntgensugárzás keletkezése: egy- és többszakaszos lefékeződés. Ha a becsapódó elektron energiája teljes egészében röntgensugárzássá alakul, annak energiája maximális, hullámhossza minimális lesz (a). Részleges lefékeződés után további kölcsönhatásokra is van lehetőség: a csökkenő energiából mind hosszabb hullámú, egyre lágyabb röntgensugárzás keletkezik (b). A beütközések véletlenszerűsége folytán a csőből egyidejűleg a legkülönbözőbb hosszúságú hullámok lépnek ki.

A röntgensugarak egyenes vonalban terjednek, terjedésükhöz nincsen szükség semmiféle közegre. A testeken áthaladnak, áthatoló képességük a rezgésszámmal egyenesen, a hullámhosszal fordítottan arányos. A röntgensugárzás egyik jellegzetes hatása, hogy valamilyen anyagba ütközve, az eltalált atomból képes kiszakítani egy elektront, maga pedig, lecsökkent energiával és megváltozott irányban halad tovább. Ez az ún. fotoelektromos hatás a fotoemulziók exponálásában, egyes anyagok fénykibocsátásra késztetésében, az elektromos vezetőképesség megváltoztatásában nyilvánul meg, amiket azután a képalkotás különböző módozataiban detektálás céljára hasznosítunk. Az élő szervezetek szempontjából káros sugárbiológiai hatásokért a röntgensugárzás egyéb, alapvető tulajdonságai – ionizáció, pontszerű hőtermelés, kémiai, biológiai és biokémiai változások előidézése – felelősek.

A betegre bocsátott sugárnyaláb módosulása úgy következik be, hogy a röntgenfotonok egy része a testet alkotó atomok héjelektronjaival kölcsönhatásba kerülve elnyelődik vagy szóródik (31. ábra). Az elnyelődés mértéke elsősorban a kölcsönhatásra képes elektronok számától függ, emiatt az anyagok rendszáma hatványozottan befolyásolja. A 40Ca-ban és 31P-ban gazdag csontokban több százszor akkora a sugárfogyás, mint a 1H, 16O, 12C tartalmú lágyrészekben. Az atomok adott térfogatra eső előfordulásának gyakoriságával, vagyis a sűrűséggel együtt nő az elnyelődés is: a nagy folyadéktartalmú lágyrészek több sugarat nyelnek el, mint a levegő, ezért a tömör zsigerek, mint a máj árnyéka jóval erősebb lesz, mint a tüdőé. A sugárzás által bejárt útszakasz hosszával arányosan az elektronokkal való találkozások száma is nagyobb, így az elnyelődés a rétegvastagsággal együtt növekszik. A sugárfogyást az alkalmazott röntgensugárzás hullámhossza is befolyásolja. A hosszú hullámú, ún. „lágy sugarak” kisebb energiáját könnyebb átvenni, ezért ezek nagymértékben, a nagy energiájú, rövid hullámhosszú, „keménysugarak viszont kevésbé nyelődnek el (32. ábra). Az átsugárzott testből kilépő sugárnyalábban mindaz a változás összeadódik, ami áthaladás közben a beeső sugárnyalábon végbement. A képet a vizsgált testen átjutott, és az elnyelődés által módosított sugárnyaláb hordozza.

31. ábra. A röntgensugarak elnyelődése. A sugárgyengülés mindig az elektronhéjakon megy végbe. Formái: egyszerű abszorpció (a), ionizáció (b) és fotoelektromos abszorpció (c).

32. ábra. A sugárelnyelődés energiafüggése. A különböző szövetekben nagyon eltérő dózis nyelődik el annak függvényében, hogy milyen energiájú sugárzást használtunk. Ugyanarról a testtájról nagyobb kontrasztosságú felvételt kapunk lágy (a grafikon bal oldalán), mint kemény sugárzással (jobb oldalon).

A röntgenológiai kép tehát nem más, mint az átsugárzott testek elektronsűrűségének sugárgyengülésből adódó árnyéka.

Vizsgáló eljárások

A hagyományos röntgendiagnosztika a sugárgyengülés összegződéséből kialakuló mátrix-képek megjelenítésén alapul, az alkalmazott detektoroktól függő formában. A képet az egyes pontokon detektált, és a röntgen-foton beütközések számával arányos válaszok alakítják ki.

Analóg radiográfia

A képalkotás során a fluoreszkáló ernyő vagy röntgenfilm síkjára vetített röntgenkép a testből nyert információkat folyamatos változóval jeleníti meg. A klasszikus átvilágító készülék ernyőjének képe sötét helyiségben közvetlenül szemlélhető, folytonos átmenetű fény-árnyék képet adott. Mivel ez a fény önmagában nagyon halvány, a fény-fotonok által rajzolt képet a sugártakarékosabb képerősítő segítségével tovább konvertáljuk, egy cézium-antimon fotokatód közbeiktatásával elektron-képpé alakítjuk. Az elektronok felgyorsítva és fókuszálva jutnak a kimeneti ernyőre, ahol az eredetinél több ezerszer erősebb fluoreszkálást váltanak ki (33. ábra). Ez a fény jut a zárt láncú tv kamerájába, majd onnan a képernyőre. A kimeneti ernyő fényének letapogatásából kapott elektromos jelek a kép másodlagos digitalizálását is lehetővé teszik.

33. ábra. A képerősítő működési elve. A röntgensugarak (rö) a vákuumcsőbe épített fluoreszkáló ernyőn fénysugarakká (f), azok pedig a fotokatódon elektronokká (e) konvertálódnak. A cső kimeneti ernyőjén az elektronok beütközése újból látható fényt gerjeszt, ami akár ezerszer erősebb is lehet a bemeneti ernyő fényességénél.

Fluoroszkópia során, néhány perces folyamatos sugármenet alatt, pozitív képet kapunk, ami tényleg olyan, mint egy árnyékkép: a tüdőmezők világosak, a sugarakat elnyelő szív és bordák pedig sötétek (34. ábra). Az átvilágító ernyő lineáris felbontó képessége viszonylag gyenge, elvben nagyjából 1 mm, a gyakorlatban azonban fél cm-esnél kisebb árnyékot nem nagyon lehet észrevenni, hacsak nem meszes. Előnyös viszont, hogy az átvilágítás során a szervezetben lezajló, árnyékot adó történésekkel egyidejű mozgóképet kapunk. A beteg forgatásával jól lehet tájékozódni a térbeli viszonyokról. A sugárhatás megszűntével a kép is eltűnik.

34. a. ábra. Átvilágítási kép és felvétel. Ahol a sugarak elnyelődtek, árnyék keletkezik. Az átvilágítási kép pozitív: az árnyékok sötétek.

34. b. ábra. A felvételeken negatív képet kapunk, ott a szív lesz világos, mégis szívárnyéknak nevezzük (b).

A másik analóg módszer a röntgenfilm alkalmazása. Felvételen a fényképezéshez hasonlóan negatív képet kapunk: a levegő lesz sötét és a szív világos. A rövid expozíció alatt keletkező pillanatkép a sugárhatás megszűnte után is tartósan rendelkezésünkre áll, de a mozgást legfeljebb állóképek sorozataként jeleníthetjük meg, térbeli tájékozódásra csak két vagy több irányú felvétel alapján van lehetőségünk. Kis képletek kimutatására ugyanakkor a felvétel lényegesen alkalmasabb az átvilágításnál. A lineáris felbontás különleges technikával elérheti az 0,01 mm-t, átlagos körülmények között azonban szerencsés esetben is csupán egy-két mm átmérőjű, keményebb árnyékot látunk meg.

Röntgenfilm helyett statikus elektromossággal feltöltött szelén-lemezt használt a xeroradiográfia, ami az expozíció hatására kialakult elektron-képet festékporral rögzítette. Vetített képének kitűnő lineáris és szöveti felbontó képességét máig sem sikerült felülmúlni (35. ábra). Bár ebben a formájában kiszorult a gyakorlatból, alapelve a digitális detektorokban tovább él.

35. ábra. Xeroradiogram. Szelén-lemezes detektoron, de analóg képet adó technikában az elektronképet még csak kék festékporral tudták láthatóvá tenni.

Az összegző árnyékképből egyes szervek többé-kevésbé elkülönülő árnyékát a hagyományos réteg-felvételezés segít kiemelni. Ennek lényege, hogy a cső és film egymással összekapcsolva, de ellentétes irányban, vonal mentén (lineárisan) elmozdul az expozíció alatt egy olyan forgáspont körül, amelyik az ábrázolni kívánt szerv magasságában van (36. ábra).

36. ábra. Hagyományos rétegfelvétel. Az egyik oldali állízületet a zavaró többi csont rávetülésétől mentesen, lineáris elmosással lehet ábrázolni.

Digitális radiográfia

A további feldolgozhatóság érdekében a testben kialakultsugárgyengülési értékeket közvetlenül – vonalas vagy mátrix felépítésű – digitális detektoron fogjuk fel. Technikai megoldástól függően, a parányi érzékelő elemek a felületükre ütköző fotonok energiáját a síkban egymástól elkülönülten, vagy időről időre, kiolvasásonként összesítve, átlagolva továbbítják. Az információ tehát nem folyamatos változóként jelenik meg, hanem különálló, diszkrét jelekből tevődik össze. Minden egyes képpont jelentéstartalma arányos az egyes detektor-elemekre beeső sugármennyiséggel. A detektorban keltett elektromos jel kettes számrendszerben, számértékké konvertált formában jut a számítógépbe, majd onnan, újabb átalakítások után, értékükkel arányos árnyalatban a szürkeskálás kijelzőre, egy nagyfelbontású képernyőre, ahol így már analóg formában érzékeljük. Ezzel az eljárással a röntgenképek előállítása film nélkül történhet. Egyszeri sugárexpozícióval felvételt kapunk; folyamatos sugárhatás alatt, a detektor megfelelő gyakoriságú kiolvasásával pedig átvilágítást végezhetünk. A sugárkímélő, impulzus üzemű átvilágításnál a sugárhatás nem folyamatos, hanem olyan ütemben szaggatott, hogy még mozgóképet láthassunk.

A digitális technika számos előnnyel jár. A munkaállomáson lehetőség van nagyításra, különböző mérésekre, a kép jellegének módosítására, sőt az is megoldható, hogy az erek kontraszttöltése előtt a vizsgált területről natív felvételt (maszkot) készítsünk, majd azt a kontrasztos képből kivonjuk. Így a csontok és bélgázok árnyékát eltüntetve, zavaró vetülésektől mentes, ún. digitális szubtrakciós angiogramot (DSA) kapunk (37. ábra).

37. ábra. Digitális szubtrakció. A zavaró részletektől mentes szubtrakciós angiogramot úgy állítjuk elő, hogy a kontraszttöltéses digitális képből (K) kivonjuk a kontraszt befecskendezés előtt készített áttekintő képet, a maszkot (M). A sikeres művelet feltétele, hogy a két felvétel között ne következzék be számottevő elmozdulás.

A dual energy-technika a tüdő szűrővizsgálatát könnyíti meg. Ugyanarra a detektorra igen rövid időközzel, lágyabb és keményebb sugárral készítünk mellkas felvételt, így külön-külön kapunk képet a csontokról és a lágyrészekről. A két kép összege a hagyományos felvételnek felel meg, míg a kettőt egymásból kivonva zavaró csontárnyékok nélkül szemlélhetjük meg a tüdőt (38. ábra).

38. a. ábra. Dual energy-technika. A szummációs felvételből (a) digitális úton kivonjuk a csontok képét (b), így a bordák takarásától mentes tüdőképet kapunk (c).

38. b. ábra.

38. c. ábra.

A computer-asszisztált leletezés azzal, hogy egy adott beteg különböző időben készült szummációs felvételei egymásból kivonhatók, megkönnyíti az időközben bekövetkezett változások felismerését. Megfelelő számítógépes programok képesek felhívni a figyelmet, mondjuk a mellkas adott területén szokatlan árnyék jelenlétére, javítva ezzel a sorozat-vizsgálatok eredményességét.

A digitális radiográfia további előnye, hogy az érzékelő elemek nagyon széles expozíciós sávot tudnak átfogni, ezért az alul- vagy túlexponált felvételek megmenthetők. A detektorok nagyobb érzékenysége alapján kevesebb sugáradag kiszolgáltatásával is jó képet kapunk, így a beteg ionizációs terhelése jelentősen mérséklődik.

Az ún. film nélküli képalkotás nem olcsóbb, hanem drágább a hagyományos radiográfiánál, de a képek (elkallódástól mentes) mozgatása, tárolása és előkeresése, további feldolgozásra alkalmas volta ezért bőven kárpótol.

A röntgenkép jellemzői

A röntgensugár nem szöveteket, csak sugárgyengülést „lát”. A képen a szövetek „tömörségének” (denzitásának) mindössze öt tartományát tudjuk megkülönböztetni. Ezek a legerősebbtől a leggyengébbig terjedő sorrendben: fém- vagy az azzal egyenértékű kontrasztanyag árnyék, csont- és mészárnyék, folyadék- vagy a vele azonos erősségű lágyrész-árnyék, továbbá zsír-árnyék. A levegőnek vagy egyéb gázoknak nincs érzékelhető mértékű sugárgyengítő hatásuk – igazából éppen erről tudjuk felismerni jelenlétüket. Egy adott fokozatú denzitás azonban nem jelenti azt, hogy csakugyan a róla elnevezett szövettől származik: vékony rétegben, tehát lapjáról, egy borotvapenge is ugyanannyi sugarat nyel el, mint egy tömegesebb izom. A tüdő finom ér- és egyéb lágyrészképletei viszont azért adnak részletgazdag képet, mert nagy a sugárgyengítési különbség közöttük és a levegő között. A csontok, fogak finom szerkezete amiatt látszik jól, mert a mészsók sokkal inkább gyengítik a sugárzást, mint a szerves állomány. A zsírrétegek szépen körülrajzolják a folyadékban gazdag izmokat, vesét. Közel azonos sugárelnyelésük folytán a különböző lágyrészek azonban egymástól, vagy az üreges szervek a bennük lévő folyadéktól, az agy a liquortól, a vizenyő a vértől natív képen már nem különíthetők el.

A test lágyrészei között fennálló csekély kontrasztkülönbség érzékletes megjelenítésére kis energiájú, lágy sugárzás a megfelelő. A nagy kontrasztú csontok ábrázolására valamivel keményebb, a tüdő leképezésére középkemény, szívfelvételek készítésére pedig kifejezetten kemény sugarakat használunk.

A röntgensugarak egyetlen pontból, a fókuszból széttérően terjednek, ezért a leképezés folyamán a centrális projekció érvényesül: a röntgensugár nagyít. A diagnosztikában többnyire rövid, 1-2 méteres fókusz-film távolságot használunk, így a leképezés torzít is (39. ábra).

39. ábra. Centrális projekció. Nagyítás és szummáció (K1), illetve torzítás (K2) és az ennek megfelelő sugárabszorpciós profil. A fókusz (F) és a képsík (K1-K2) között elhelyezkedő tárgyak anyagi összetétele, sűrűsége, rétegvastagsága befolyásolják a keletkező árnyék tömörségét, denzitását (sárgával jelölve) és azzal arányos sugárgyengülést, attenuációt hoznak létre (a profilból kieső részek).

A detektálás során az információ egy része a röntgensugarak szóródása és a detektor érzékenységi korlátai miatt belevész egy másik árnyékba, illetve a túl- vagy alulexponálásba: a röntgensugár felejt.

Az elemi sugarak útjába eső valamennyi sugárgyengülés egymáshoz adódik: a röntgenkép szummációs kép, a kapott árnyékoknak esetleg nincs valós megfelelőjük (40. ábra). Azösszegződés előnye, hogy a test belsejét egyetlen felvételen, mintegy összefoglalva lehet áttekinteni. Hátránya viszont, hogy arra, miből is tevődik össze a kép, csak következtetni tudunk. Egymástól független árnyékok összevetülhetnek: félreértelmezhető képet hoznak létre, ilyenkor forgatással, más vetületek alkalmazásával tudjuk tisztázni a helyzetet (41. ábra).

40. ábra. Szummáció. Egy szőlőfürt röntgenképe: ugyanakkora szemek különböző erősségű árnyékot adnak, attól függően, hány másik szemmel vetülnek egymásra. A lemeztávoli szemek elmosódottan határoltak. Az összegződés következtében számos olyan orsószerű árnyék jelenik meg, amelyeknek a valóságban nincs megfelelőjük. Az ezeket övező sötét (ún. Mach-féle) sávokat (nyíl) csontok összevetülésénél töréssel lehet összetéveszteni.

41. ábra. Összevetülés. A valóságban nem összetartozó árnyékok bizonyos vetületekben látszólag egységet képeznek, ezért félreértelmezhetők: nem a pincér malac, hanem egy tálban disznófőt visz a vendégeknek, ami eltakarja az ő fejét.

Az egyes képpontok méretét a fluoreszkáló ernyő kalcium-wolframát kristályok, vagy a röntgenfilmen kicsapódó ezüst szemcséinek kiterjedése, digitális radiográfiában pedig az érzékelő elemek ma mintegy 0,1 mm-es nagysága határozza meg. Elvben tehát a digitális radiográfia lineáris felbontása rosszabb, mint a röntgenfilmé, a képjavító eljárásoknak köszönhetően azonban információ-veszteségük elhanyagolható, értékelésükre pedig jóval bőségesebb lehetőség kínálkozik, mint a nézőszekrény.

A röntgenvizsgálat helye a diagnosztikában

A röntgenvizsgálatot mind a járó-, mind a fekvőbeteg ellátásban alapvizsgálatnak tekintjük. A képalkotó eljárások közül ezt választjuk elsőként mindazokban az esetekben, amelyekben más módszerrel nem kapnánk gyorsabban és megnyugtatóbban eredményt. Erőssége a csont, levegő és kontrasztanyag megjelenítése.

Az átvilágítást elsősorban a felvételek kiegészítésére, a térbeli viszonyok elemzésére és különböző invazív beavatkozások eszközeinek kalauzolására használjuk. Kiválóan alkalmas különböző mozgásfunkciók, így a légzés, bél- és szívmozgások megfigyelésére. Képerősítő alatt követjük nyomon a belekben a bárium-pép útját, az erekbe vezetett katéter helyzetét, a kontrasztanyag áramlását, a punctiós tű irányát stb. Átvilágítás közben a vizsgálat vagy beavatkozás egyes mozzanatait célzott felvételen lehet rögzíteni.

A szummációs felvételek alapján, azokban a szervekben, szervrendszerekben, ahol finom részletek megjelenítésére is képes, a röntgenvizsgálat adott esetben diagnózist adhat. A natív vizsgálat számára ilyen terület lehet a tüdő, az emlő, a fogak, a csontrendszer. Mivel különböző betegségek gyanújával, különösen pedig sürgősségi esetekben jórészt ezeket a szerveket vizsgálják legtöbbször, a tüdő és emlő esetében pedig – szűréssel – még az egészségeseket is, a képalkotó vizsgálatok zömét a ma is a röntgenvizsgálatok teszik ki. Kontrasztanyag alkalmazásával a kitölthető üreges szervek (emésztőrendszer, húgyutak, erek) vagy sipolyok öntvényét tudjuk nagy pontossággal megjeleníteni. Máskor azonban – különösen áll ez a tömör hasi zsigerekben, vagy egyéb lágyrészekben zajló folyamatokra – a röntgenvizsgálat inkább csak abban segít, hogy kiválasszuk azt a képalkotó eljárást, ami a továbbiakban közelebb visz majd az elváltozás azonosításához.

A digitális felvételeknek az emlő- és tüdőszűrés mellett mindinkább helye van az általános gyakorlatban, hiszen a posztprocesszálás és számítógéppel támogatott leletezés miatt a diagnosztika lehetőségei jóval bővebbek az analóg felvételekénél.

Az analóg röntgenfelvételek viszont utólag nem módosíthatók, ami a hibásan exponált felvételek esetében hátrányt, információveszteséget jelent. Ugyanakkor, éppen nem manipulálható voltuknak köszönhetően, orvosjogi szempontból bármikor biztos hivatkozási alapnak tekinthetők és mindaddig, amíg a törvényi szabályozás nem változik, alkalmanként olyankor is felvételt kell készíteni, amikor az orvosilag nem lenne feltétlenül indokolt.

Számítógépes rétegvizsgálat

A kép keletkezése

A számítógépes rétegvizsgálat lényegében a röntgen- és a számítástechnika nászából született. A computer tomogram (CT) előállításához elvben egy legyező alakú, keskenyre szűkített sugárnyalábbal harántul pásztázzuk át a vizsgálandó testet, az onnan kilépő, módosult röntgensugárzást pedig a csővel szemben egy vonalba rendezett detektorsorral fogjuk fel. A testbe be- és kilépő sugárzás mennyiségének különbségét, azaz a teljes térfogat egy-egy szeletében bekövetkező sugárgyengülést a szelet éle felől, egy-egy vonal mentén mérhető elnyelődési görbe, az ún. abszorpciós profil formájában kapjuk meg. A cső és detektor, egymással kényszerkapcsolásban a test hossztengelye (axis), mint forgáspont körül körbejárja a beteget. Az eljárást a hagyományos, lineáris elmosású tomográfiával szemben szokás axiális tomográfiának, az általa készített transzverzális rétegeket axiális metszeteknek is hívni.

A különböző irányokból felvett sugárgyengülési görbék természetesen a test egy-egy harántmetszetének az adott vetületre vonatkozó szummációs értékeit tartalmazzák. A metszeti képalkotás lényege: a különböző irányokból felvett és kellően nagyszámú abszorpciós profilból egy valószínűségszámítási eljárás (Fourier-transzformáció) segítségével visszaszámolható, hogy ezek az elnyelődési görbék az adott szeleten belül milyen egyedi sugárelnyelésű térfogatelemek miféle elrendeződéséből adódtak össze. A feladat bonyolultsága következtében a computer tomográfia igen komoly számítógépes hátteret igényel. A digitális adatokból a gép olyan mátrix-képet hoz létre, amin a letapogatott metszet egyes voxeleinek számított sugárgyengítési értéke – a szürkeskála megfelelő fokozatait hozzárendelve – a tényleges anatómiai viszonyokat tükröző síkba rendezve, pixelek formájában jelenik meg a képernyőn. Metszetek sorozatából térbeli adathalmaz is képezhető.

A CT-kép tehát több irányból mért sugárgyengülési értékekből számított metszeti vagy térbeli árnyékkép.

Vizsgáló eljárások

Szeletelő rétegfelvételezés

A hagyományos CT-vizsgálat során, az asztalon fekvő beteget az asztal hossztengelyére merőleges síkban forgó röntgencső járja körül. A betegen áthaladó sugárnyaláb gyengülését a csővel szemben elhelyezkedő detektor-rendszer méri (42. ábra). A detektorok kényszerkapcsolásban együtt forognak a röntgencsővel, esetleg teljesen körülveszik a beteget (43. ábra). Egy expozícióval a vizsgált testnek azt a szeletét ábrázoljuk, amelyen a sugárkéve az egyszeri körbefordulás során áthaladt. Egy-egy harántmetszet pásztázását követően az asztal előre meghatározott mértékben továbbviszi a beteget, majd újabb letapogatás következik. A vizsgálandó térfogatot térközökkel elválasztott, különálló harántmetszetek sorozataként képezzük le (44. ábra). Mivel egy légzésszünetben csak egy szelet készül el, a légzési fázis eltérése miatt a szomszédos szeletekben egyazon góc kétszer is ábrázolódhat – vagy egyszer sem. Az egyes szeletek vastagságát a detektornak a beteg hossztengelyébe eső hasznos méretének változtatásával, a két szelet között távolságot pedig az asztalléptetés mértékével lehet befolyásolni. A szeleten belüli felbontást úgy tudjuk javítani, hogy növeljük az egy szeletre eső mérések (sugárexpozíciók) számát. Ennek megfelelően a vékony rétegeket nagy felbontással megjelenítő, ún. high resolution CT vagy HRCT hosszabb idő alatt és nagyobb sugárterhelés árán készül. Az ilyen felvételeket elsősorban a tüdő és finom, csontos képletek, mint a belsőfül ábrázolására használjuk.

42. ábra. A CT-vizsgálat elve. A sugárnyaláb és a hozzárendelt detektor a testkeresztmetszet letapogatása során az egyes szervek, szövetek sugárgyengítésével arányos abszorpciós profilokat (AP) alakít ki.

43. ábra. A CT-leképezés technikai megoldása. Egy-egy réteg letapogatásához a szeletelő rétegfelvételezés során a cső-detektor rendszer teljesen körüljárja a beteget. A különböző csőállásokban mért abszorpciós profilok (AP1, AP2 stb.) digitális értékei kerülnek a számítógépbe.

44. ábra. Szeletelő rétegfelvételezés. A hagyományos CT-készülék a vizsgálandó volument térközökkel tagolt, különálló szeletekben képezi le.

Térfogat rétegfelvételezés

Amíg a szeletelő CT egymástól elkülönülő metszeteket hoz létre, amelyek egymásutánjából csak durva térbeli rekonstrukciót lehet létrehozni, a spirál vagy helicalis eljárásban a cső megszakítás nélküli körbeforgása alatt az asztal egyenletes sebességgel továbbviszi a beteget, tehát egy egybefüggő térfogat letapogatása csavarvonal mentén, kihagyások nélkül történik (45. ábra). A nagy felbontású adathalmazból térbeli rekonstrukció mellett, tetszés szerinti síkban, részletgazdag metszeteket is elő lehet állítani. Folyamatos adatgyűjtéssel nagyobb területeket rövidebb idő alatt tudunk leképezni: egy légzésvisszatartás alatt akár egy egész szerv, az agy vagy a máj is letapogatható. A gyorsaságnak köszönhetően csökken a mozgási műtermékek kialakulásának valószínűsége. Az adatfeldolgozás során a készülék a csavar egy-egy menetének adataiból számítja ki a metszeteket, ezért a szeletek vastagságát alapvetően az asztalnak egy körbefordulás alatt megtett elmozdulása határozza meg.

45. ábra. Térfogat rétegfelvételezés. A spirál CT a teljes térfogatot egybefüggő, csavart síkban méri le és az adatokból utólag számít különálló metszeteket. A teljes térfogat hézagmentesen letapogatható.

A multidetektoros vagy multislice CT (MDCT, MSCT) ezt a technikát annyiban fejlesztette tovább, hogy egymással párhuzamos detektorsorok segítségével egy körbefordulás alatt kettőnél, több, akár 64 (nemsokára 256) illeszkedő metszet mérésére is képes. Ez a technika rövidebb idő alatt, nagyobb térfogat letapogatását valósítja meg. A kitűnő lineáris felbontást a 0,1 mm oldalméretű mérőcellák mellett a nagy mennyiségű adatgyűjtés biztosítja, amelyekből nemcsak kisebb, de jóval több voxelt lehet leképezni. A folyamatos mérés következtében nincs információ-veszteség: nem tűnhet el a túl nagy léptetés miatt két szelet közé eső góc. A szeletvastagságot az egyszerre bekapcsolt detektorsorok számával és az asztalmozgatás sebességével lehet változtatni. Az egy detektorsoros készülékekhez viszonyítva a sugárhasznosítás kedvezőbb és nagyobb térfogat, rövidebb idő alatt pásztázható át. Egyetlen légzésvisszatartás alatt, még vékony szeletekkel is leképezhető a teljes mellkas vagy has. A gyors adatgyűjtés leginkább az élénken mozgó szervek, különösen a szív és koszorúerek vizsgálatában jelent előnyt. Szükség esetén egy mérési folyamatban több testtájat, hasat, kismedencét és alsó végtagot, vagy egy szervet egymás után többször is meg tudunk vizsgálni. Egy nagyobb térfogat hiánytalan, minden irányban bőséges adathalmazából a gyors számítógépek nem csupán a szeletek transzverzális („axiális”) síkjában, hanem bármely más (a homlokkal párhuzamos frontális, vagy nyílirányban futó sagittalis, esetleg igény szerint hajlított) síkban képesek metszetet előállítani, és a léptetés, azaz a beteg hossztengelye irányában is nagy felbontású rekonstrukciót tesznek lehetővé (46. ábra).

46. ábra. Frontális síkú rekonstrukció. A folyamatos adatgyűjtésű halmazból a forgástengellyel párhuzamos sík képét a jobb anatómiai tájékozódás érdekében állítottuk elő.

Terjedelmes térfogatok gyors átvizsgálására készült a volumen CT (VCT), amely egy körbefordulással csigavonalban legalább 4, de akár 8 vagy 12 cm-es illeszkedő réteget képes átfogni és a mellkas, has, valamint a kismedence letapogatásához mindössze 10 másodpercre van szüksége. Egyetlen adatgyűjtésből azután a legkülönbözőbb módon lehet képeket felépíteni. A felbontó képesség ezekben a készülékekben már 1 mm alatt van. Kontrasztanyag befecskendezéssel egybekötve különösen eredményes a politraumatizáltak kivizsgálásában (47. ábra).

47. ábra. 3D CT-felvétel. Közlekedési balesetet szenvedett férfi medencéjén a bal csípőízületi vápa darabos törése mellett (nyíl) a csípőlapáton is törésvonal húzódik végig.

Nagy lineáris felbontás jellemzi a flat panel CT-t, amelykét sugárforrással és velük szemben egy-egy, a digitális radiográfiához használatos, akár 40x40 cm-es sík érzékelő lemezzel dolgozik. Igen részletes rajzolattal, egyetlen körbefordulás alatt akár egy teljes testtájat, pl a mellkast is hivatott letapogatni.

A szöveti felbontás is javítható óriási tömegű adat igen rövid idő alatt történő rögzítésén túl a dual source CT (DSCT) segítségével. A megkettőzött, egymáshoz képest szögben eltolt röntgencső és detektor-sorok számára a MDCT-nél kevesebb időre van szükség az adatgyűjtésre, ezért főleg mozgó szervek, a szív vizsgálatát segíti (48. ábra). A két cső ugyanakkor egymástól eltérő feszültségen is működtethető, ami könnyebbé teszi kis sugárgyengítési különbségek felismerését.

48. ábra. Dual source CT. Két sugárforrással, nagyon rövid idő alatt, mozgó szervek részletdús leképezéséhez is elegendő adatot lehet nyerni.

A CT kitűnő kontraszt felbontása ellenére a lágyrészek megfelelő részletességű ábrázolása végett kontrasztfokozásra, jódos kontrasztanyag intravénás befecskendezésre is szükség van (49. ábra). A kontrasztanyag először az ereket jeleníti meg, mivel azonban – az agy kivételével – szabadon átjut az extravascularis terekbe, idővel a szöveti kontrasztot is javítja. Így megítélhetővé válik az egyes szervek, illetve kóros területek finomabb szerkezete. A perfúzió súlyozott felvételek az egyes szervek – elsősorban az agy és a tüdő – vérátáramlását kiemelten, többnyire színkódolt formában jelenítik meg.

49. a. ábra. Kontrasztfokozás. Natív CT-képen a bal halántéklebenyben bizonytalan lágyrész elváltozás látszik.

49. b. ábra. Az intravénásan adott kontrasztanyag néhány szabályos érág mellett jókora, kóros érgomolyagot igazol.

A mérési eredményeket alkalmas eljárással feldolgozva lehetőségünk nyílik arra, hogy a felvételeken csak a legnagyobb sugárelnyelést adó képleteket, mint a csontok és a kontrasztanyag (maximum intensity projection, MIP), vagy éppen fordítva, a legkisebb sugárgyengítésű levegőt (minimum intensity projection, MinIP) jelenítsük meg. Arra is lehetőség van, hogy a Hounsfield-értékek alapján, kivágással a felesleges részeket (zsírt, lágyrészeket) eltávolítsuk a képből. Az így előállított virtuális készítményeket azután térben, színezve is megformálhatjuk.

A teljes térfogatot átfogó adatokat is többnyire szeletről szeletre értékeljük, de a test egy adott volumenének átsugárzásával nyert adathalmaz feldolgozása révén térbeli – vagy legalább is térélményt nyújtó – megjelenítésére is mód nyílik. Lehetőségünk van a valamennyi szerv, szövet együttes bemutatása mellett egyes részletek, köztük az erek kiemelt ábrázolására, 3D CT-angiográfia (50. ábra), virtuális endoszkópia végzésére is. Térbeli modellezéssel csontpótlások, fogászati implantátumok tervezése könnyen megoldható.

50. a. ábra. CT-angiográfia. A kontrasztanyag útját követő technikával a különböző rétegekben elhelyezkedő agyi erek egyetlen képen is ábrázolhatók.

50. b. ábra. Az a. basilaris térbeli lefutását a koponyacsontokhoz való viszonyában ugyancsak meg tudjuk jeleníteni.

Dinamikus CT-vizsgálattal a kontrasztanyag áramlásának különböző fázisait lehet elemezni úgy, hogy a beteg elmozdítása nélkül, ugyanarról a területről néhány percen belül többször is készítünk felvételeket. A kontrasztanyag mindenkori elhelyezkedése a beadás óta eltelt időtől függ, ezért a sorozatok azt tükrözik, hogy milyen az egyes elváltozások kontrasztfestődésének időbeli lefolyása.

CT-angiográfiához az erek belsejében kell nagy sugárgyengítést elérni, ezért intravénásan, de nagy nyomással, rövid idő alatt, egy tömegben – bolusban – fecskendezzük be a kontrasztanyagot. Készülhetnek felvételek artériás, parenchymás és vénás fázisban, illetve – ha valahol nagyon lassú keringésre számítunk – jelentős késleltetéssel is. Olyan programokat választunk, amelyek a legnagyobb árnyékintenzitású területekre korlátozzák a leképezést, vagy időben követni tudják a telődést. Ezek különböző módozataival az ereket a csontok és lágyrészek zavaró árnyékaitól megszabadítva, akár térben, sőt forgatható módon lehet megjeleníteni (51. ábra).

51. ábra. Térhatású, színezett megjelenítés. A legnagyobb intenzitású csontok és az erekben levő kontrasztanyag 3D rekonstrukciójával anatómiai preparátumnak is beillő képet tudunk előállítani.

A CT-kép jellemzői

Ezzel a módszerrel is ugyanúgy sugárgyengülést jelenítünk meg, mint hagyományos röntgenvizsgálattal. Pusztán rátekintéssel azonban a hagyományos röntgenfelvételen denzitásuk alapján behatárolható öt árnyékféleség mellett még további kettő azonosítható. Minden tiszta folyadék sugárgyengítése alatta marad a lágyrészekénél, a friss vérömleny árnyéka pedig az agy zsírban gazdag környezetében meghaladja azokét, mert az összecsapzódott vörösvértestek vastartalma fokozza a sugárelnyelődést. A CT rendkívül érzékeny az egészen kis mennyiségű zsír, mész vagy kontrasztanyag kimutatásban.

A szummációs felvételekkel ellentétben, amelyek a vizsgálandó testet a sugárirányra merőleges síkba vetítve ábrázolják (52. ábra), CT-vizsgálattal elsődlegesen magát a sugárirányba eső síkot képezzük le. A kapott metszeteken a test harántanatómiája jelenik meg (53. ábra). A képeket úgy kell értelmezni, mintha a testet a láb felől, alulról felfelé szemlélnénk.

52. ábra. Egy kosár citrom szummációs röntgenfelvétele. Az egymás fölött lévő citromok képe összeadódik, az egész kosárkát látjuk, vesszőfonata azonban a citromok árnyékán belül is folytatódik (nyíl).

53. ábra. CT-felvétel. A citromok összevetülés nélkül, egymástól és a kosártól is jól elkülönülnek. A gyümölcsök belső szerkezete részletesebben ábrázolódik, de egy-egy képen a citromoknak és a kosárnak mindig csak egyetlen metszete jelenik meg.

A felvételek lineáris felbontóképessége gyengébb a röntgenfilmen elérhetőnél. Azt, hogy mekkora az egy adott síkon belül megjeleníthető legkisebb elváltozás, a detektor mérete és az adatgyűjtés gyakorisága határozza meg. A térbeli felbontás pedig erre merőleges irányban, vagyis a beteg hossztengelye mentén, a két szomszédos réteg közötti hézagtól függ. Ha a keresett képlet kisebb, mint a két metszet közötti távolság, biztonságos leképezésére szeletelő technikával nem számíthatunk. Térfogat rétegfelvételezésnél viszont esetleg a túl nagy szeletvastagságban, az egybemérés okán veszhetnek el kisebb képletek. Finom részleteket csak vékony rétegekkel lehet ábrázolni, ezek azonban hosszabb vizsgálati időt igényelnek és a sugárterhelés is nagyobb. Megfordítva: vastag rétegekkel, időt és sugárdózist takaríthatunk meg – a felbontás rovására.

Az alkalmazott detektorok sugárérzékenysége viszont lényegesen jobb, mint a fluoreszkáló ernyőé vagy a röntgenfilmé, a sokirányú mérésből történő képelőállítás pedig kiküszöböli az egyes szervek összevetülését, a szummációt, nagyítást, torzítást és felejtést. Mivel a metszeti képek mentesek a különböző képletek sugárgyengítésének egybemosódásától, az eljárás kontraszt felbontó képessége is messze meghaladja a hagyományos röntgenvizsgálatét.

Kontraszt felbontóképesség tekintetében a CT-vizsgálat elvileg 4000 árnyalatot tud előállítani. A sugárgyengítés mértékét az átsugárzott anyag árnyéktömörségére jellemző, ún. Hounsfield-egységben (HU) fejezzük ki egy olyan skálán, amelynek egyik végpontja a vákuum „denzitásának” (–1000 HU), másik pedig a teljes sugárelnyelésnek (+3000 HU) felel meg. A nulla pont a tiszta víz denzitásával egyezik meg. A legnagyobb sugárelnyelést itt is fehér jelzi, mint a röntgenfelvételen. A kijelölt területek Hounsfield-értékét a készülék állapítja meg (54. ábra).

54. ábra. CT abszorpciós skála. Az egyes szövetek és szervek vízhez viszonyított sugárelnyelési tartományai számszerűségükben is eltérnek egymástól, ami javítja a megkülönböztethetőséget (HE = Hounsfield-egység).

Mivel sem a szemünk, sem a képernyő nem képes a skála valamennyi fokozatának megfelelő számú szürke árnyalat megkülönböztetésére, a digitális képalkotásban másutt is alkalmazott ablakolás-technikát használjuk. Az ablak szűkítésével csökkentjük a vizsgálandó denzitásértékek számát, és arra a tartományra állítjuk be az ablak határértékeit, szélességét, amelyre éppen kíváncsiak vagyunk. Ezen belül az ablak-középpel a vizsgálat tárgyára legjellemzőbb denzitás-értéket jelöljük ki. Így például a mellkas CT-vizsgálat elemzésekor a nagy légtartalmú tüdőt alacsony, a mediastinalis képleteket lágyrészekre jellemző, a csigolyákat és bordákat pedig már a nagy sugárelnyelésű csontoknak megfelelő, magas ablak-középpel vizsgáljuk (55. ábra). Az ablak szélességét úgy állítjuk be, hogy a kép a legkedvezőbb kontraszt felbontást biztosítsa.

55. ábra. Ablakolás. A részletek jobb ábrázolása végett egy-egy szűkebb tartomány mérési adatait a teljes szürkeskálán széjjelterítjük.

Tekintettel arra, hogy az egyes voxelekben bekövetkező sugárgyengülés és a szövet tényleges építőelemei közötti összefüggést több tényező befolyásolja, a tényleges szöveti összetételt pusztán a kép alapján nem lehet feltétlenül megállapítani. Mégis, az a körülmény, hogy a készülék az egyes denzitásokat nem csupán a szürkeskála árnyalataiban jeleníti meg, hanem azok értékét számszerűen is ki tudja fejezni, messzemenően javítja és pontosítja a módszer szövetjellemző képességét.

A CT-vizsgálat helye a diagnosztikában

CT-felvételekkel elsősorban anatómiát, a különböző szervek morfológiáját tudjuk ábrázolni. Bonyolultabb arckoponya, csigolya, medence csonttörések térbeli bemutatásával nemcsak a pontosabb diagnózist, hanem a helyreállító műtét, sőt az esetleg szükséges implantatum megtervezését is segíti. A csontok mellett a lágyrészek vizsgálatára is alkalmas, az egyes szerveket burkoló zsírrétegek igen jól jönnek a szervhatárok azonosításakor. Az egyes szövetek állapotának megítélése érdekében a natív CT-vizsgálatot többnyire intravénás kontrasztfokozásos sorozattal egészítjük ki. Kontrasztanyag segítségével emellett angiográfia végzésére, perfúzió vagy vértérfogat megítélésre is mód nyílik. A módszer nélkülözhetetlen az intracranialis folyamatok kivizsgálásában, a máj, lép, hasnyálmirigy, vesék és mellékvesék ultrahanggal nem tisztázható folyamataiban. Hasznos a tüdő, főként pedig a mediastinum betegségeinek elkülönítő kórismézésében. Mivel a gyomor-bélhuzam képleteit nehéz elkülöníteni a daganatoktól és vérömlenyektől, a has vizsgálatakor kontrasztanyag itatásra vagy beöntésre kényszerülünk. Erre a célra hígított báriumos vagy jódos kontrasztanyag, néha még a tej is megfelel.

A CT-vizsgálat előnye a szummációs képet adó röntgenvizsgálattal szemben, hogy jó – esetenként már 1 mm alatti – lineáris felbontás mellett kitűnő térbeli tájékoztatást ad. Az ultrahanggal ellentétben a metszetek beállítása szabványos, azok bármikor újból előállíthatók, ráadásul a CT a teljes testkeresztmetszet bemutatására képes. Szöveti felbontása, különösen megfelelő fokozásos technikákkal, a mágnesrezonanciás vizsgálat kivételével meghaladja a többi képalkotó eljárásét. Az egyes elváltozások nem csupán jobban láthatók, hanem Hounsfield-értékük alapján azokat pontosabban hozzá is tudjuk rendelni a különböző szövetekhez. Ha több hasi szervet kell egyszerre vizsgálni, CT-vel az ultrahang-vizsgálatnál hamarabb és biztosabban jutunk eredményre.

Számottevő sugárterhelése ellenére, nagy diagnosztikai pontossága és a klinikus számára jobban érthető képe alapján a kontrasztfokozásos, gyors adatgyűjtésű CT a fekvőbeteg intézeti és sürgősségi kivizsgálás jelenleg talán leghatékonyabb módszere. Erőssége a csont, levegő és kontrasztanyag mellett a térbeliség és funkció megjelenítése. Ezzel az eljárással egy nagyobb testtáj is áttekinthető 10-30 másodperc alatt. A rövid vizsgálati idő különösen sokat jelent a súlyos állapotban lévő betegek vagy sérültek szempontjából. Egyre több invazív diagnosztikai eljárás (bronchográfia, agyi angiográfia, szív-katéterezés) helyét veszi át. Kivételt csak azok a kórformák képeznek, amelyek valamilyen intervenciót igényelnek. A mellkasi vagy hasi nagyér, sőt koszorúér megbetegedések CT-angiográfiáját a nagy sebességű és felbontású készülékek tették lehetővé.

A CT képes invazív diagnosztikai eljárások (aspiratio, biopsia) és gyógyító célzatú beavatkozások (tályog lebocsátás) támogatására olyankor is, amikor azt ultrahang irányítással nem lehet véghezvinni.

A vizsgálatokhoz általában nincs szükség különösebb előkészítésre, de üres gyomorral egy esetleges kontrasztanyag-mellékhatás kellemetlenségeit csökkenteni lehet. Együttműködésre képtelen betegek esetében nyugtatókra, altatásra lehet szükség.

Az ultrahang-kép

A kép keletkezése

Ultrahangnak az emberi füllel már nem hallható, 20 000 Hz feletti rezgésszámú hanghullámokat nevezzük. A klinikai gyakorlatban, diagnosztikai célra többnyire az 1-30 MHz közötti frekvencia tartományt alkalmazzák. A rezgések energiáját egyik molekula a másiknak adja át, ezért a röntgensugarakkal szemben a hanghullámok terjedéséhez valamilyen továbbító közegre is szükség van. A molekulák eltérő térbeli eloszlása következtében a sűrűbb és ritkább anyagokban a terjedési sebesség más és más, a köztük lévő határfelületekről a hanghullámok egy része visszaverődik, maradékuk szóródik vagy elnyelődik. Határfelületen nem feltétlenül valamilyen kézzelfogható felületet kell érteni, ez lehet csupán két eltérő akusztikai tulajdonságú anyag, akár hígabb és sűrűbb folyadék találkozása is. Az ultrahang vizsgálat – más néven ultrasonográfia, sonográfia vagy echográfia – a visszaverődő hanghullámokat használja fel képalkotás céljára.

A testbe irányított energia módosulása, a többi képalkotó eljárástól eltérően nem atomi, hanem szöveti szinten, sűrűbb és ritkább, tömör és folyékony anyagféleségek határán zajlik. Ahhoz, hogy egy hanghullám egyáltalán visszaverődjön, a visszaverő képlet mérete meg kell haladja az alkalmazott hullámhosszét. A leggyakrabban használt ultrahang-hullámok hossza néhány tized mm, ezért az UH-technikák egy részével az erek üresnek tűnnek, az üvegtest, vagy a tiszta folyadékok nem adnak reflexiót. Az áramlásra érzékenyített eszközök számára a vér alakos elemei – ugyan sokkal kisebbek a hullámhossznál – nagy számuk és egyéb tulajdonságaik alapján mégis visszaverő felületeket jelentenek.

Minél nagyobb a határfelületet képező két, szomszédos anyag- vagy szövetféleség sűrűsége és hangvezető képessége közötti különbség, annál komolyabb mértékű a visszaverődés. A vizsgálófej érzékelő elemében a jobban visszaverődő rezgés a beérkező energiával arányosan, nagyobb elektromos jelet vált ki, ezáltal a visszhang erőssége, amplitúdója meghatározható. A hanghullámok mélységi terjedését korlátozza, hogy minél több a visszaverődés, annál kevesebb energia jut tovább. A hangkibocsátás és a visszhang beérkezése között eltelt idő pontosan mérhető, amiből viszont a terjedési sebesség ismeretében a készülék ki tudja számítani a visszaverő felületnek a vizsgálófejtől való távolságát, vagyis megtudhatjuk, hogy egy adott képlet milyen mélységben helyezkedik el a testben. Az egyes szövetek hangvisszaverő képességét echogenitásnak, a visszaverődés erősségét echodenzitásnak hívjuk.

Az ultrahang-kép lényegében a szervezet belsejéből származó hangreflexiót megjelenítő, számítással nyert visszhang-kép.

Vizsgáló eljárások

A készülék vizsgálófeje, a transducer, piezoelektromos tulajdonságú kristályokból áll. Elektromos áram hatására, szabad elektronok befogása következtében a rácsszerkezet átalakul, a kristály hirtelen megváltoztatja alakját, megfelelő ütemű váltóáram hatására pedig rezgésbe jön, lökéshullámot bocsát ki. A piezoelektromos jelenség fordítva is kiváltható, mechanikus rezgés hatására elektromos feszültséghullám keletkezik benne, így ugyanaz a kristály egyaránt szolgálhat energiaforrásul és detektorként. A vizsgálófej a rezgéseket többnyire igen rövid ideig, ezredmásodpercekig tartó csomagokban, impulzusokban bocsátja ki. A testből visszaérkező rezgéseket az impulzusok szünetében fogja fel a transducer, majd elektromos jelek formájában adja tovább (56. ábra).

56. ábra. Az ultrahang előállítása és felfogása. A piezoelektromos kristály (a) feszültség hatására elektronokat fog be és emiatt átmenetileg megváltoztatja az alakját. Váltakozó feszültség hatására a kristály rezgéshullámot kelt (b). A visszaérkező rezgés összenyomja a kristályt, aminek hatására elektronok lépnek ki belőle, azaz elektromos jel keletkezik.

Amíg a röntgen- és CT-képalkotás egyetlen paraméterre, a sugárgyengülésre épül, az ultrasonográfia különböző technikái a visszhang erősségén, frekvenciáján, visszaérkezési idején kívül annak további jellemzőit, mint a visszaérkező hanghullám frekvencia-eltolódását stb. is fel tudják használni a képalkotásra. Indirekt, digitális, metszeti képalkotó módszer; az alak- vagy működésbeli eltéréseket csak számítógép segítségével tudjuk láthatóvá tenni. A visszhang megjelenítési módjától függően a képalkotás többféle módon történhet.

Morfológiai képalkotás

A-módú eljárással egy egészen keskeny ultrahangnyaláb egyes határfelületekről visszaérkező echóinak amplitúdója jelenik meg a mélység függvényében úgy, hogy azok egy tengelyen különböző kitérésű görbéket képeznek. Ez a technika még nem ad metszeti képet, de nagyon pontos mélységmérést tesz lehetővé; jószerivel csak a szemészetben használatos, rendszerint 2D eljárással ötvözve (57. ábra).

57. ábra. A- és B-módú leképezés. A-módú leképezésnél az echó erőssége ábrázolódik a mélység függvényében. B-módban a végigpásztázott keresztmetszet képe áll össze az echók erősségével arányos fényességű pontok egymás mellé rendezett soraiból.

Az M-mód a határfelületek elmozdulását (motion) ábrázolja az idő függvényében. A visszhang erősségét itt már a szürkeskála árnyalatai jelenítik meg. Az ultrahangnyaláb szintén csak egy apró lyukon át „les” be a testbe, de az A-móddal szemben nem egy pillanatnyi állapotot jelenít meg, hanem az ábrázolt képletek elmozdulását szalagszerűen „kihúzva” mutatja be. Egy érszakaszon átvonuló pulzushullám ezzel a módszerrel az érfalaknak egymáshoz közelítő és távolodó vonalában képeződik le (58. ábra). Ez a technikát elsősorban a kardiológiában alkalmazzák.

58. ábra. M-módú leképezés. A mitralis billentyűk mozgásgörbéje az idő függvényében (középső sor). A tényleges anatómiai metszetet a felső sor, az elektromos aktivitáshoz való viszonyt az alsó sor mutatja.

A legszélesebb körben elterjedt B-mód az egyes echók intenzitását arányos erősségű fénypontokkal (brightness = fényesség), szürkeskálán jeleníti meg a mélységi tengely mentén úgy, hogy az egész vizsgált metszet végigpásztázásából kapott pontsorokat egymás mellé rendezve, a számítógép kétdimenziós képpé rakja össze (57. ábra). A nyert adatok digitális úton optimalizálhatók, harmonizálhatók. Látványos visszaverődéseket a határfelületekről kapunk (59. ábra).

59. ábra. Szőlőfürt ultrahang képe. A szőlőszemek a röntgenfelvételhez képest (vö. 40. ábra), gyengébb lineáris felbontással ábrázolódnak de a szemek nem vetülnek egymásba, az erős visszhangot adó héjak mellett a magok is jól kivehetők.

A B-módú echogram alapvetően a vizsgált testtájéknak az adott pillanatban a vizsgáló választása szerinti – és ezért bizonyos mértékig esetleges – metszeti képét mutatja. E metszetek kellő gyakoriságú frissítésével (14-25 kép/sec) a készülék a szervezetben zajló mozgásokat mozgóképszerűen, az eseményekkel megközelítőleg egy időben képes a képernyőn megjeleníteni. A legelterjedtebben használt „real time” készülékek valós idejű2D leképezést adnak. Az áthatolóképesség és a rezgésszám fordított arányosságú összefüggése miatt a felületes képletek (emlő, here, pajzsmirigy, nyaki verőér), illetve csecsemők és kisgyermekek vizsgálatára nagy, 5-10 MHz frekvenciájú, jó felbontású transducert használunk, ahhoz viszont, hogy a mélyebben fekvő hasi és kismedencei szerveket, májat, vesét elérhessük, alacsony, 3-5 MHz frekvencián működő, szerényebb felbontású vizsgálófejet kell választani.

Endosonográfia során a célnak megfelelően kialakított vizsgálófejet juttatunk be a testüregekbe, amivel az endoszkóp számára már nem látható, felszín alatti elváltozások finomabb elemzését végezhetjük el. Transoesophagealisan a nyelőcső, szív és mediastinum, transvaginalisan a méh és petefészek, transrectalisan a rectum és prostata ábrázolódik jóval részletgazdagabban annál, mintha kívülről, a testfelszín felől vizsgálták volna. Endoszkóp irányításával a gyomorból, belekből, hörgőkből vagy laparoszkópon keresztül a hasüregből is kaphatunk mérethű képet a nyálkahártya vagy a hashártya alatt megbúvó képletek, főleg egyes daganatok kiterjedéséről. Katéter végére illesztett, egészen apró transducerrel, intravascularis ultrasonográfiával az érfalak rétegeinek szerkezeti elváltozásai ábrázolódnak aprólékos pontossággal. Endoluminalis, főként pedig intravascularis sonográfiához a finomabb felbontás érdekében 20-25 MHz-es transducer szükséges. Magas frekvenciájú ultrahang alkalmas a mozgásszervi lágyrészek (izmok, inak) és kis lágyrészképletek (amilyenek a mellékpajzsmirigyek) tanulmányozására is.

A 3D echográfia a térbeli megjelenítés alapján könnyíti meg a tájékozódást, legelterjedtebben a szülészetben használják, a magzat leképezésére. Elkészítéséhez különleges vizsgálófejre van szükség, amelyben az egy sík letapogatására alkalmas detektor-sort egy léptetőmotor a képfelépítés idejéhez igazítva, síkonként odébb fókuszál. Az így végigmért térfogatra vonatkozó adatokból a számítógép tetszés szerinti síkokra vonatkozó kétdimenziós képet, sőt térhatású rekonstrukciót is létre tud hozni. Ez utóbbiak előnye, hogy a vizsgált képleteket nem szokatlan metszetekben, hanem a tapasztalati anatómiának megfelelően láttatja.

A 4D echográfia készítése során a készülék a célterület mélységi letapogatását újra és újra megismétli, így a képlet mozgásai folyamatukban, idősor mentén jelennek meg. Mivel a magzatokat visszhangot nem adó magzatvíz veszi körül, 3D és 4D vizsgálatuk nem jelent különösebb nehézséget. Az eljárást némelyek a magzati tudatfejlődés tanulmányozására használják, ám az anyát megörvendeztető, látványos felvételek készítésének nincs mindig megalapozott szakmai indoklása (60. ábra).

60. ábra. A terhes méh 3D ultrahang felvétele. A magzatvíz teljes egészében átvezeti az ultrahang hullámokat, ezért a magzat zavaró visszhangok nélkül kerül látótérbe.

Funkcionális képalkotás

Míg a fenti képalkotó eljárások a szervek, elváltozások alaki viszonyait mutatják meg, addig a Doppler-technikák a keringés funkcionális jellemzőinek görbén vagy síkban történő, kép-, valamint hang formájában történő megjelenítésére szolgálnak. Egy szívüregre vagy érre irányított keskeny ultrahangnyaláb az áramló vér alakos elemeinek tömegéről megváltozott frekvenciával verődik vissza. Ha a vér az érzékelő fej felé mozog, a visszaérkező hanghullámok összetorlódnak, frekvenciájuk magasabb lesz, ha pedig távolodik, alacsonyabb, mint a kibocsátott hanghullámé volt. Ez a frekvencia-eltolódás a vér alakos elemeinek a vizsgálófejhez viszonyított sebességével arányos. (Ugyanilyen elven működik, csak rádióhullámmal, a közlekedési rendőrök sebességmérője is). Az ultrahangnyaláb és a véráramlás iránya által bezárt szög alapján a készülék az áramlási sebesség vagy egy adott keresztmetszeten átáramló vérmennyiség abszolút értékét is kiszámítja. Mivel a Doppler-eltolódás frekvenciája a hallható tartományba esik, a hangjelenség akusztikusan egészíti ki a képi tájékoztatást.

A folyamatos hullámú Doppler nem impulzus-üzemben működik, hanem két piezo-elemet tartalmaz, melyek közül az egyik megszakítás nélkül ad, a másik folyamatosan veszi az echókat. A frekvencia-eltolódás mértékét idő-tengelyen ábrázoljuk, így a módszer a keringési sebesség mérésére alkalmas (61. ábra). Mivel különböző mélységekből, minden mozgó felületről, áramló folyadékról egyszerre ad képet, csak meghatározott területeken érdemes használni. Elsősorban kardiológiában, a jól elkülönülő, nagy sebességű áramlások mérésére, illetve a gyors magzati szívmozgások regisztrálására képes (62. ábra).

61. ábra. Folyamatos hullámú Doppler-sonográfia. A különválasztott hangsugárzó (s) jelét a vér alakos elemeiről való visszaverődés után az érzékelő (é) az áramlási sebességtől függő mértékben megváltozott frekvenciával fogadja. A vizsgálófejtől távolodó áramlás alacsonyabb rezgésszámot eredményez.

62. ábra. Echocardiogram. A négy szívüreget együtt ábrázoló metszeten jobbra fent a bal kamra, alatta a bal pitvar, tőlük balra pedig a jobb szívfél üregei jelennek meg. A kamrai és pitvari sövény mellett a billentyűk vitorlái is kirajzolódnak.

A pulzus Doppler-technika a visszhang idő-kapuzásának segítségével csakis egy kiválasztott irányból és a 2D képen előre kijelölhető mélységből méri a frekvencia-eltolódást. Minél később érkezik vissza a reflexió az impulzus kibocsátásához képest, annál távolabbról származik, ennek megfelelően a vételre állítás időpontjával meg tudjuk választani a mintavétel mélységét. Így a környezet zavaró hatása nélkül, csupán a vizsgálni kívánt érből kapunk görbét az áramlási sebességről. A görbe részben alakjával jellemzi az áramlási viszonyokat, részben számszerűsíti is az elmozdulás sebességét.

Színes Doppler-technikával a mintavételi területen belül az áramlás jellemzői (irány, sebesség, a frekvencia-eltolódás amplitúdója) színkódolt formában is megjeleníthetők. Az áramlás irányát a szín – megállapodás szerint, alaphelyzetben a vizsgáló fej felé haladót piros, a távolodót kék – jelzi. A sebességét a szín árnyalata fejezi ki: a sötétebb színek lassúbb, a világosabbak gyorsabb áramlást jelentenek. A turbulencia a képernyőn a két szín egymásba történő átfordulásában, a mérési tartomány fölé eső sebesség pedig torzult, sárgás-zöldes árnyalatokban nyilvánul meg (63. ábra).

63. ábra. Színes Doppler. Az a. carotis interna szűkülete mögött részben turbulens áramlás alakul ki (kék és piros területek váltakoznak), a sárgászöld színek mérési tartományon kívüli áramlási sebességet jeleznek.

A könnyebb tájékozódás érdekében, duplex Doppler-technikával, egy vizsgálófejen belül, két különálló, különböző frekvenciákon működő detektor-sor végzi a méréseket. Az egyikkel a nem mozgó környezetről szürkeskálán megjelenített 2D metszetet lehet készíteni, ebbe vetíthető azután a másikkal a kívánt érben vagy térfogatban érzékelhető áramlás vagy elmozdulás alapján mért frekvencia eltolódás színkódolt adathalmaza, így egyszerre látható az áramlás helye, iránya és jellege, sőt mérhető is a sebessége (64. ábra). Így tudjuk megállapítani egyebek között, hogy a felkeresett szervben van-e normális vagy kóros keringés.

64. ábra. Duplex Doppler-vizsgálat. Színes Doppler segítségével, az a. carotis communis mélységét meghatározva (bal oldalon), az ér közepéből vesszük fel a biztosan jellemzőnek mondható pulzus-görbét (jobb oldalon).

Az ún. power Doppler-technikában a visszaverődő hullámok frekvencia-eltolódása helyett az annál nagyobb mértékű amplitúdó-változást jelöljük színekkel. A színkód ebben az esetben nem az áramlás sebességével, hanem volumenével arányos. Ez az eljárás nagyobb érzékenysége folytán nem annyira a nagyobb erek, mint inkább a lassú áramlású folyadékok, lábszárvénák vagy egy hasi zsiger perfúziójának megítélésére alkalmas. Mivel a színkód ebben a technikában nincs tekintettel az áramlás irányára, kanyargós erekben az ellentétes irányú elmozdulások azonos színben jelennek meg. A power Doppler segíthet a nem túl mélyen fekvő, hypervascularizált daganatok felismerésében, a jellegzetes érelváltozások kimutatásában (65. ábra).

65. ábra. Power Doppler. Az alsó végtag egymás mellett futó artériája és vénája – áramlási irányuktól függetlenül – ugyanabban a színtartományban jelentkeznek.

Az ultrahang-kép jellemzői

Az ultrahang a határfelületeket vagy azok elmozdulását „látja”, a felszíntől számított mélységhez hozzárendelve. Nem látja a visszhangot nem adó képleteket, és nem vesz észre különbséget azonos reflektivitású képletek között. A határfelületek közé eső területeket azok akusztikai tulajdonságaitól függően négyféleképpen jeleníti meg. Vannak anyag-, (szövet)féleségek, amelyek teljes mértékben átvezetik a hangot, ezek a tiszta folyadékok. Más anyag-, (szövet)féleségek gyakorlatilag valamennyi hanghullámot visszaverik, ilyenek a csontok és meszesedések. A test lágyrészeiből, belső szerveiből az ultrahang egy része visszaverődik, más része továbbhalad, ezért ezek valamilyen köztes reflexiót képeznek. A levegő és a gázok nem csak visszaverik, de szórják is a rájuk irányított hanghullámokat, ezzel pedig meghiúsítják a mögöttük lévő szervek leképezését.

A különböző tömör zsigerek állományáról csupán annyit tudunk meg, hogy szerkezetük egynemű-e vagy egyenetlen – az egyes szervek echogenitását csak egymáshoz viszonyítva lehet jellemezni.

A keletkező képen a környezetnél erősebb hangvisszaverésű képleteket echódúsnak, a gyengébbeket echószegénynek nevezzük. A zsír rendszerint echódús, a tömör hasi zsigerek (máj, vese, hasnyálmirigy) inkább echószegények. A lágyrészek inhomogén, foltos képet adnak, bennük esetleg jól felismerhető erekkel. A tiszta folyadékot tartalmazó képletek (vesemedence, tágult kehely, cysta) echómentesek, de faluk jól kirajzolódik. A véres, gennyes, nyákos bennékű üregek echóképe egyenetlen, elhatárolódásuk bizonytalan. Ha éppen ide-oda folyik, a törmelékes genny az elmozdulásról ismerhető fel. Az egymással azonos akusztikai tulajdonságú, izoreflektiv képletek – minden szövettani különbözőségük dacára – a képen nem válnak el egymástól. Ezért gócos májelváltozás esetében, csakis a pozitív ultrahang lelet perdöntő jelentőségű, a negatív egyáltalán nem zárja ki a májjal azonos echogenitású gócok jelenlétét.

Miután a lágyrész és csont határán nem jut tovább elegendő ultrahang, a sonogram rosszul ábrázolja a csontok mögé eső területeket. Koponyából, mellkasból csak a kutacsok vagy bordaközök által kínált „akusztikus ablakon” keresztül tudunk képet kapni. Rosszul ábrázolódó szöveti meszesedéseket, vese- és epeköveket viszont éppen az erős visszaverődés következtében mögöttük kialakuló „hangárnyék” alapján lehet felismerni (66. ábra).

66. ábra. Hangárnyék. Az epehólyag fundusában ülő kő felszíne erősen reflektál, a mögötte lévő szövetrétegek emiatt már nem ábrázolódnak. A kő árnyékot vet, mint napfogyatkozáskor a Hold (nyíl).

Ezzel szemben, a folyadékok és a különösen nagy víztartalmú lágyrészek kevesebb hangenergiát emésztenek fel, mint a szomszédos szövetek. A mögöttük lévő képletek a velük azonos mélységben levőknél erősebb echóval ábrázolódnak. A húgy- és epehólyag, valamint a tiszta folyadékot tartalmazó tömlők mögött ennek megfelelően „relatív hangfelerősödést” észlelünk (67. ábra). Ugyan mind a hangárnyék, mind az erősödés lényegében műtermék, de a gyakorlat szempontjából hasznos, mert egy önmagában esetleg kevéssé feltűnő képlet jelenlétére hívják fel a figyelmet.

67. ábra. Viszonylagos hangerősödés. A májban lévő, tiszta folyadékot tartalmazó kis cysta mögött fénycsóvára emlékeztető világos sáv (nyíl) jelzi, hogy a folyadék kevésbé gyengíti a hanghullámokat a máj szöveténél.

Miután a visszaverődés viszonylag nagy képleteken, szerv- vagy szövethatárokon következik be, a módszer lineáris felbontóképessége elmarad a röntgensugarat alkalmazó eljárásokétól. A mélységi, másként axiális felbontás a hullámhossz függvénye. A haránt irányú, ún. lateralis felbontást az határozza meg, hogy az éppen használt transducer hány piezo-elemből van felépítve. Egy sorban rendszerint több száz apró elem van, de a gyakorlatban egy góc kimutatására – kedvező akusztikai viszonyok közepette is – csak akkor számíthatunk, ha átmérője a fél cm-t meghaladja. A csillapodás következtében a diagnosztikában használható hanghullámok energiája nem elegendő ahhoz, hogy a teljes testkeresztmetszetet sonográfiával elő tudjuk állítani. A rövidebb hullámhosszú, nagyobb rezgésszámú ultrahang felbontóképessége jobb, de a szövetek között a hosszabb hullámok képesek mélyebbre hatolni.

Az UH-kép kontraszt felbontását az egyes képletek akusztikai tulajdonságai mellett az is befolyásolja, hogy az eltérő szövetek mennyire élesen határolódnak el egymástól. Mennél folyamatosabb az átmenet, annál nehezebb értékelhető kontrasztot elérni. A közöttük lévő túl nagy akusztikai különbségből adódóan viszont a levegő-lágyrész határfelületről az ultrahang olyan erősen verődik vissza, hogy egy gázos bélkacs vagy a tüdő mögé nem tud behatolni. Ezért kell a transducer és a test közül egy „kapcsoló” gél felkenésével, üreges szervekben végzett endosonográfiánál pedig vízzel töltött ballon segítségével a levegőt kiiktatni. (A magzati szív vizsgálatát az teszi lehetővé, hogy a tüdő ilyenkor még nem légtartó). A telt húgyhólyag a gázos belek félretolásával megkönnyíti a kismedence képleteinek vizsgálatát.

A szöveti echókülönbségek fokozására megfelelő kontrasztanyagokat lehet bevetni. A 2D képen azonos reflektivitásúnak mutatkozó területeken belül a kontrasztanyag az ép parenchymánál jobb vérátáramlású vagy rosszabbul erezett gócok megkülönböztetését segíti.

Az ultrahang-vizsgálat helye a diagnosztikában

Az UH-vizsgálat hasi, kismedencei vagy lágyrész panasszal, szívbetegség gyanújával illetve agyi vagy végtag keringési panasszal jelentkezők esetében első tájékozódásra használható, és segít a további, részletesebb kivizsgálást igénylő betegek kiemelésében. Gyors tájékozódásra, több szerv egyidejű áttekintésére való alapvizsgálat, mely adott esetben diagnózis felállítására is képes – betegágy mellett éppúgy, mint családorvosi rendelőben.

A vizsgálat célja a szervek határainak, alakjának, nagyságának és echószerkezetének megítélése. Ezekek alapján alkalmas egynemű echogenitású szervekben eltérő reflexiót mutató képletek: különböző daganatok és daganatszerű elváltozások, kóros folyadékgyülemek felderítésére, valamint meszesedések, kövek kimutatására. Az ultrahang-képet nem mindig könnyű értelmezni, de megfelelő kezekben mintegy a fizikális vizsgálat meghosszabbításának is tekinthető: sonográfia közben mód van a beteg megtekintésére, kikérdezésére, az észlelt képlet megtapintására stb. A képalkotó diagnosztikában ma már jószerivel egyedülálló, közvetlen orvos-beteg kapcsolat megkönnyíti a talált elváltozás jellegének, térbeli helyzetének, illetve a technikából adódó műtermékek (visszhang ismétlődés, tükröződés stb.) helyes értelmezését. Mások számára az éppen leképezett metszet helyzetét a kép sarkában kis ikon mutatja.

A valós idejű 2Dechográfia jól ábrázolja a vese vagy máj körvonalait, érfalakat stb., valamint a vese üregrendszere, epehólyag bennéke, cystában lévő folyadék és lágyrész közötti határt. Az UH-vizsgálat mindenütt érzékenyebb a röntgenvizsgálatnál ott, ahol nagyjából azonos sugárelnyelésű lágyrész- és folyadék-képletek határfelületet képezve fekszenek össze, vagy azok eltérő sűrűségűek. A zsír is könnyebben felismerhető echóképe, mint gyengébb sugárelnyelése alapján.

A tömör hasi zsigerek, elsősorban a máj állományában – készüléktől és vizsgálótól függő biztonsággal – tesz különbséget az egyenletesen megoszló és a gócos elváltozások között. Szükség esetén a daganatos és ép szövetek közötti különbséget megfelelő kontrasztanyag alkalmazásával hangsúlyozni lehet. Mivel a készülék az ultrahangnak a lágyrészekben való terjedésének átlagos sebességével számol, az attól eltérő akusztikai tulajdonságú, terjedelmes zsírpárnák (és a szilikon emlő-protézis) alaposan nehezítik a leképezést és meghamisítják a mélységi méreteket. Mélyebben fekvő képletek esetében erre az UH-vezérelt punctio során ügyelni is kell.

A 2D echográfia alapjában véve dinamikus vizsgáló módszer, az egyes szervek alaki elváltozásai mellett azok mozgásjelenségeit is ábrázolja, a készített állóképek csak egy eseménysor kiválasztott mozzanatait rögzítik. A transducer mozgatásával megkereshető a szokványos beállításoktól eltérő, de az adott kóros elváltozást legjobban ábrázoló metszet is. Ez egyrészről erőssége a vizsgálatnak, másrészről azonban a módszert eléggé vizsgálófüggővé, a képeket pedig nehezen összehasonlíthatóvá teszi. Hátrány az is, hogy a kontrasztfelbontást messzemenően befolyásolja, milyen készülékkel és milyen vizsgálati paraméterekkel végezték a vizsgálatot, illetve az, hogy a vizsgáló milyen metodikát és taktikát alkalmazott.

A 2D technika mellett a diagnosztikában a többi módozatnak inkább csak kiegészítő szerepe van, a látott elváltozás pontosítása vagy az áramlási paraméterek meghatározása céljából. A Doppler-technikát érszűkület, regurgitatio, shunt és szöveti perfúzió vizsgálatára használjuk. Az erek térbeli elhelyezkedése, az egyes szervek vérellátása, a fejlődési rendellenességek és súlyosabb áramlási zavarok már a képre való egyszerű rátekintéssel megállapíthatók. Az áramlási görbékből emellett kiolvasható, hogy az alacsony ellenállású területről (mint amilyen az agy vagy a vese), vagy nagy ellenállású területről, vázizomzatból származik.

Az echográfia széles körben hozzáférhető, egyszerű, olcsó és nem invazív vizsgáló módszer, alkalmazását szinte semmi nem korlátozza. (Ha a vizsgálandó terület feletti bőrfelszínen nyílt seb vagy kötés van, nem vagy csak körülményesen – steril borítású transducerrel – tudunk UH-vizsgálatot végezni). Erőssége a lágyrészek és keringési funkciók vizsgálata. Járóbetegekben, kontrasztanyag nélkül is gyorsan áttekinthető a hasüreg. Egy ülésben vizsgálhatók a röntgenvizsgálat számára csak más-más módon megjeleníthető zsigerek, így a máj, lép, hasnyálmirigy, vese, epehólyag stb. A máj vagy vese alakja, mérete a kiválasztó funkcióra való tekintet nélkül, tehát icterusban vagy uraemiában is ábrázolódik. A röntgensugár számára azonos képet adó tömör és tömlős daganatot sonográfiával könnyedén el lehet különíteni egymástól. (Más kérdés, hogy a gyulladt, bevérzett vagy sűrű nyákkal telt cysta sonogramja már tumoréval téveszthető össze).

Mivel az orvosi diagnosztikában használt energiatartományban az ultrahang nem ionizál, gyermekekben és terhességben – ha csak lehetséges – előnyben részesítendő a sugaras eljárásokkal szemben. A vizsgálómód kiválóan megfelel bizonyos elváltozások (veleszületett csípőficam) szűrővizsgálatára. A sonográfiával lokalizált cysta, tályog stb., alkalmas esetben, ultrahang-vezérléssel be is csövezhető. Szövettani elemzésre is biztonsággal vehetünk mintát szervekből, daganatokból echográfiás irányítás mellett.

Mágnesrezonanciás képalkotás

A kép keletkezése

Az atommagok egyes alkotóelemei, a pozitív elektromos töltésű protonok, perdületüknek (spin) köszönhetően mágneses teret hoznak létre maguk körül. A mágnesesség kifelé csak a páratlan protonszámú magokban érvényesül, ezért képalkotásra is csak a páratlan rendszámú elemek használhatók. A méréseket az élő szövetekben legnagyobb tömegben előforduló protonok, a hidrogén magjainak segítségével végezzük. (Ebből a szempontból nem közömbös, hogy egy átlagos méretű felnőtt emberi test mintegy 25 kilogramm szárazanyag mellett 50 liter vizet tartalmaz). Erős, homogén mágneses térbe helyezve, az eredetileg véletlenszerűen elhelyezkedő részecskék a külső mágneses tér erővonalainak irányába állnak be. A rendeződött protonok tengelye párhuzamos lesz a berendezés által előállított mágneses tér – zárt mágnesű készülékben egyúttal a beteg – hossztengelyével (68. ábra). Az elemi mágnesek azonban eközben sem kerülnek nyugalmi állapotba, hanem búgócsigára emlékeztető módon, körkörösen kerülgetik a külső mágneses tér erővonalait, precessziós mozgást végeznek. A spinek ilyenkor még összerendezetlenül támolyognak, tengelyeik egy-egy adott időpillanatban a pólusaik által bejárt körpálya legkülönbözőbb pontjaira mutatnak. A precesszió rezgésszámát, az ún. Larmor-frekvenciát a protonokra ható, külső mágneses erőtér nagysága és az anyag belső szerkezetéből eredő hatások együttesen határozzák meg. (A köröző mozgás esetében azért beszélhetünk rezgészámról, mert elvileg rezgésnek tekintendő minden olyan fizikai jelenség, amelyik periodikusan ismétlődik). A Larmor-frekvencia a térerő növelésével éppúgy emelhető, ahogy jobban megfeszítve egy hegedűhúr is egyre magasabban szól.

68. ábra. A mágnesrezonanciás jel keletkezése. Az eredetileg rendezetlen spinek (a) a külső mágneses tér erővonalaihoz igazodnak (b). Ebből a helyzetükből nagyfrekvenciás hullám hatására kibillennek (c). A visszatérő, köröző mozgás során a testet körülvevő tekercsben mérhető erősségű elektromos jel indukálódik.

Ha most a vizsgálandó testtel rádiófrekvenciás impulzus formájában energiát közlünk, azt csak az adott pillanatban és helyen éppen a rádióhullámok rezgésszámával azonos precessziós frekvenciájú – tehát rezonanciába kerülő – protonok tudják átvenni. Az energia-felvétel, az ún. excitáció során az addig más-más fázisban köröző protonok mozgása összehangolódik, valamennyi pólus a körpálya ugyanazon pontjára mutat. Az impulzus ki is billenti a párhuzamosan rendeződött protonok perdületét, így azok nagyobb kitéréssel fognak körözni. A spinek külön-külön gyenge mágnesességéből ilyenformán egy jól mérhető nagyságú, a külső mágneses erővonalakra merőleges, harántirányú (transzverzális), forgó mágneses vektor épül fel.

A rádiófrekvenciás impulzus megszűnte után a protonok leadják a fölös energiát, a spinek összerendezett mozgásukból visszatérnek eredeti, alacsonyabb energiaszintű, rendezetlen állapotukba. Az ún. relaxáció folyamán a forgó vektor kitérése egyre mérséklődik; a kibillenés csökkenésével egyidejűleg pedig újra felépül a külső erővonalakkal párhuzamos (longitudinális) mágnesesség. A mágneses vektor forgása a testet körülvevő detektor tekercsben – a dinamó-elv alapján – jól detektálható elektromágneses jelt, szignált, csillapodó sinus-hullámot hoz létre. Ahol nincs vagy túl kevés a proton (mint a levegőben), vagy nem jön létre rezonancia, ott nem keletkezik jel.

Minthogy egy adott rezgésszámú rádiófrekvenciás hullámmal csakis a megegyező Larmor-frekvenciájú protonok rezonálnak, azt viszont az adott helyen érvényesülő mágneses térerő határozza meg, az állandó mágnes mellett alkalmazott segéd mágneses mezőkkel a rezonancia feltételeit bizonyos szeletekre korlátozhatjuk. Az ilyen, ún. grádiens mező iránya – és ezzel a kívánt szelet síkjának lefutása – szabadon választható (69. ábra). A szeleteken belül az egyes voxelekre jellemző szignált két további grádiens alkalmazásával lehet azonosítani, ezekkel mintegy végigseperjük a célterületet. Az egyik a térerő lefutását, azon keresztül pedig a protonok precessziós frekvenciáját változtatja meg, ami így most már soronként különböző lesz. A másik, erre merőleges grádiens a mágneses vektorok irányát, az egyes voxelekben a relaxáció alatti támolygás fázisát befolyásolja. Az egyes térelemekre jellemző precessziós frekvencia a detektor-tekercsben keletkező jel csillapodó sinus-görbéjének hullámhosszát, a fázisé pedig a más-más helyre eső csúcsokkal a görbe lefutásának jellegét módosítja. A számítógép a jelek összegeként kapott görbékből visszafelé, egyfajta valószínűségszámítással állapítja meg egyes voxelek jel-intenzitását, frekvenciáját és fázisát. A különböző paramétereknek az egyes voxelekre vonatkoztatott értékeihez a szürkeskála megfelelő szintjeit rendelve, a készülék metszeti képek sorozatát állítja elő. Mivel az adatgyűjtés térfogatra vonatkozik, az MR-metszetek bármilyen síkúak lehetnek.

69. ábra. Az MR-készülék mérési és rekonstrukciós síkjai. A grádiens mezők (Gx, Gy, Gz) metszéspontjában mérhető egy-egy voxel protonsűrűsége vagy relaxációs ideje. A teljes mérési folyamat végén bármely síkban rekonstruálható a kép, de a gyakorlatban többnyire a transzverzális,coronalis vagy sagittalis síkokat használjuk.

Az egyes protonok viselkedését azonban nem csupán a külső mágneses tér, hanem a szomszédos molekulák fizikai tulajdonságai is befolyásolják. Ha a környezet a relaxáció során könnyen vesz át energiát a protontól, a csillapodás gyorsabb lesz és fordítva. Ennek megfelelően nemcsak az egyes szövetek elhelyezkedésére, hanem bizonyos tulajdonságaira is következtetni tudunk (70. ábra). Közvetlenül a rádiófrekvenciás impulzust követően a testből érkező jel erősségét a rezonanciába kerülő protonok száma, valamivel később azonban már molekuláris környezetük – tehát az, hogy a hidrogén vízben, zsírban vagy fehérjében fordul-e elő – határozza meg. Az egyes szövetek különböző megjelenése tehát annak köszönhető, hogy a bennük lévő protonok mennyisége eltérő, és azok a mágneses térerő, a nagyfrekvenciás elektromágneses impulzus behatásaira is eltérően válaszolnak.

70. ábra. A szöveti környezet hatása az MR-képre. Ugyanazzal a spin echó mérési technikával a nyers tojás (jobbról) egészen más jellegű képet ad, mint a főtt. Az éppen csak kirajzolódó tojásfehérje hőbomlás után nagy jelintenzitásúvá válik (balról).

Az MR-kép a protonok eloszlását és kötöttségi állapotát megjelenítő, számított 3 dimenziós kép.

Vizsgáló eljárások

Az MR-berendezések viszonylag kis térerejű permanens mágnes felhasználásával, vagy erősebb, szupravezető elektromágnes alkalmazásával készülnek. Az állandó mágnessel szerelt készülékek kisebbek, akár nyitottak is lehetnek, így a fokozott felügyeletet igénylő betegek vagy sérültek vizsgálatára és intervenciók vezérlésére különösen alkalmasak. A diagnosztikában ma elterjedten használatos berendezések általában nem több mint 1,5 Tesla térerejűek, ami mintegy tizenötezerszer erősebb a Földnek az adott ponton mérhető térerejénél. A berendezések lineáris felbontása a térerővel arányosan javul, így minél részletdúsabb leképezést kívánunk elérni és mennél rövidebb idő alatt, annál nagyobb térerőre van szükségünk. Különösen nagy térerőt igényelnek a funkcionális vizsgálatok. Egyes helyeken a 3T erősségű készülékek mellett 7T, sőt 9T térerejűek is működnek, ezek lineáris felbontása már 1 mm alatt van. Kontrasztanyagok segítségével módszer teljesítőképessége javítható, így a szövetek szerkezetét, vérátáramlási viszonyait alaposabban meg lehet ítélni.

2D és 3D leképezés

Attól függően, hogy mit és hogyan szeretnénk ábrázolni, különböző mérési sorozatokat, szekvenciákat választhatunk. Ezek eltérő, de egymást kiegészítő tájékoztatással szolgálnak: bizonyos mérések jó felbontású képeket eredményeznek, de viszonylag lassúak, míg mások gyengébb felbontásúak, de a mozgási és egyéb műtermékekre kevésbé érzékeny, gyors vizsgálatok. A célszerűnek látszó mérési módokat mindenkor a körülményeknek és a tisztázandó kérdéseknek megfelelően választjuk meg. Mivel a mérés időpontjai a vizsgáló által választhatók, a módszer bizonyos mértékig operátor-függő.

Ha a szignált akkor mérjük, amikor valamennyi spin kibillentett (transzverzális) állapotban van, tehát a forgó vektor mágnesessége a legerősebb, a proton sűrűségről kapunk tájékozatást. A proton denzitást megjelenítő képeken a leggyengébb jelt adó levegő mindig fekete, a sok protont tartalmazó területek, azaz a folyadékok azonban attól függően fehérek vagy feketék, hogy mennyi idő alatt veszítik el mágnesességüket. A különböző szekvenciákban egyébként a fehér szín magas jelintenzitást, a fekete pedig alacsonyt jelent.

A relaxációs idő a különböző szövetek mágneseződésének időbeli változását jellemzi. Az ún. T2 idő azt mutatja, hogy a szinkronizáció megszűnése folytán milyen hamar vész el a transzverzális mágnesesség egy szövetben. A T1 időpontban azt mérjük, hogy a protonok milyen gyorsan tudták leadni az impulzusból nyert energiát a környező molekuláknak, vagyis a kibillentett precesszió mennyi idő alatt tért vissza a külső erővonalak longitudinális irányába. A különböző időpontokban végzett mérések alatt a szövetek mágnesessége egymástól eltérő mértékű – ez teszi lehetővé a képalkotást (71. ábra).

71. ábra. Különböző szekvenciák hatása a leképezésre. Attól függően, hogy proton denzitást vagy relaxációs időt mérünk, az egyes szövetek jobban vagy kevésbé válnak el egymástól. Az alkalmas mérési módot mindig a célnak megfelelően kell kiválasztani.

A különböző szekvenciákkal lefolytatott méréssorozatok térbeli adatgyűjtése első közelítésben metszeti képek alapjául szolgál. A gyakorlatban, az összehasonlíthatóság biztosítása céljából, a transzverzálison (axialis) kívül főként coronalis és sagittalis síkú 2D rekonstrukciókat használunk. Nyitott mágnesekben az átlagot jóval meghaladó térfogatú betegek egész test leképezése is megoldható (72. ábra).

72. ábra. Teljes test leképezés nyitott mágnessel. A kis hölgy nem fért be a zárt mágnesű készülék alagútjába, az egész test vizsgálata mégsem lehetetlen.

A folyadékok intenzív jeladása lehetővé teszi, hogy kontrasztanyag alkalmazása nélkül teljes értékű képet nyerjünk a nyugalomban lévő folyadékterekről, így a liquor-terek, epehólyag és epeutak, illetve a pancreas-vezeték, vizeletelvezető rendszer belvilágáról (73. ábra).

73. ábra. MR-urogram. A nagyobb, egybefüggő folyadékterek erőteljes jeladásuk alapján a környezetből kiemelkednek (színezve).

Térhatású, 3D megjelenítéseket elsősorban az agyi erek, valamint a szív és nagyerek esetében – a jobb képminőség biztosítása érdekében kontraszttöltés után – szokás készíteni.

MR-angiográfia

Elmozdulásra érzékeny technikával az áramló vért, az erek szabad belvilágát tudjuk ábrázolni. Amikor a mérés idejére a jeladásra képes protonok már elhagyták a mért metszetet, jeldús környezetben a keringő vér jelmentes lesz („fekete vér” technika) (74. ábra). Ha viszont a grádiens-teret a keringés irányára figyelemmel fókuszáljuk át, jelszegény környezetben lesz nagy jelintenzitású („fehér vér”). Ilyen módon a pár mm-nél szélesebb érágak és azok szűkületei metszeti képen éppúgy, mint térben, kontrasztanyag nélkül is leképezhetők. Mivel az adott térfogaton belül minden áramlás megjelenítődik, a képen valamennyi ér egyszerre ábrázolódik. A natív technikák elsősorban a nem mozgó szervekben, legfőképp az agyban eredményesek. Mozgó szervekben vagy jobb felbontású kép érdekében az erek vizsgálata – a CT-angiográfiához hasonlóan – kontrasztanyag segítségével történik (75. ábra). Egy részletgazdag hasi angiogramhoz viszonylag sok, 20-30 ml gadolíniumos kontrasztanyag szükséges.

74. a. ábra. „Fekete vér” és „fehér vér” technika. Kontrasztanyag nélkül a szívüregek „üresen” tátongnak.

74. b. ábra. Más szekvenciával mérve, vagy kontrasztanyag adását követően a szívizom lesz sötét és a vér világos.

75. ábra. 3D MR-angiogram. Kontraszttöltés után, a magas jelintenzitású területek kivágásával a szív és a brachiocephalikus erek belvilágának térhatású képe áll elő.

Funkcionális MR-technikák

Az MR-technika mozgásérzékenységét kihasználva, kis térfogatról, sok egymást követő méréssel, gyors képváltású cine-MR segítségével a mozgásjelenségeket is követni lehet, elsősorban a szív, ízületek és inak mozgásainak tanulmányozására.

Diffúziós MR-vizsgálattal azok a területek jeleníthetők meg, ahol a vízmolekulák elmozdulása gyorsabb, mint a környező ép szövetekben, ennek megfelelően az agyi érkatasztrófa korai szakában megduzzadó, ischaemiás agyterületeken fokozott T2 jelintenzitás észlelhető.

Diffúziós tenzor-technikával azt használjuk ki, hogy amíg tiszta folyadékokban a diffúziós mozgás minden irányban egyforma, szövetekben a vízmolekulák hajlamosak követni egyes képletek (a gyakorlatban elsősorban idegrostok) lefutását. A térbeli mozgás-vektorok (tenzorok) meghatározásával, a vízmolekulák vándorlásának irányából következtetni lehet az egyes neuronok agyállományon belüli összeköttetéseire is. Az idegpályák így nyert 3D térképe messze több ismeretet közvetít, mint egy műtét vagy akár a boncolás (76. ábra).

76. ábra. Az agyállomány belső idegpályái. A vízmolekulák elmozdulása 3D leképezésben mutatja meg az egyes idegkötegek és rostok lefutását.

Nagy térerő szükséges a kontrasztanyag áthaladásának sebességét és mértékét leképező perfúziós vizsgálatokhoz is. Ezzel nem az egyes erekben áramló vért jelenítjük meg, hanem egy adott szövet teljes tömegében, egy adott időpontban tartózkodó összes vérmennyiséget. Ezek elsősorban a központi idegrendszer, illetve a szívizom vizsgálatára alkalmazhatók. Megfelelő mérési technikával a vértérfogat mellett a vér áthaladási ideje is mérhető, aminek főleg agyi ischaemiás folyamatokban, a gyógyulási kilátásokat illetően van klinikai jelentősége (77. ábra).

77. a. ábra. Az agy vérátáramlásának vizsgálata. Perfúziós felvételen az ép agyszövet egyenletes vérellátású.

77. b. ábra. Érkatasztrófa után a jobb parietalis lebeny hátsó részében a vérellátás erősen lecsökkent (kék terület).

A légzés ventilációs vizsgálatához3He- vagy 129Xe-izotópot kell belélegeztetni, ugyanis a tüdőben lévő levegőben kevés a képalkotásra használható hidrogén (78. ábra).

78. ábra. A tüdő ventilációs térképe. Egészséges tüdőben a hélium-izotóp nagyjából egyenletesen oszlik meg. Az alsó lebenyek kevésbé szellőznek, a telődést bal oldalon a szív is nehezíti.

Az „endogén kontrasztanyagos” képalkotás az áramló vér dezoxyhaemoglobin tartalmának mérése révén egy kiválasztott terület oxigenizációjának, azaz vérátáramlásának változását érzékeli. Mivel az agyműködés során, különféle feladatok megoldásakor más és más terület aktiválódik, az egyes központok elhelyezkedése és szerepe a vérátmosás gyors felfutása alapján viszonylag könnyen azonosítható. A finomabb agytevékenység – mint akár zenehallgatás vagy számolás alatt serkentődő kérgi területek – elemzése legalább olyan pontos, mint a nukleáris medicina legfejlettebb módszereivel, de sokkal rövidebb idő alatt megoldható. Az anatómiát mutató szokványos MR-képbe beillesztik a kiválasztott területek vérátáramlásának statisztikai térképeit (79. ábra) Az eljárás alkalmas bizonyos agyterületek aktivitásának gyógyszeres gátlásával egyes szerek farmakodinámiás hatásosságának megítélésére is.

79. ábra. Működő kérgi központok. Ingerlésre vagy valamilyen feladat végrehajtása során aktivizálódó területek oxigénigénye megnő, a bőségesebb vérellátást a haemoglobinban lévő vas nagyobb jelintenzitása jelzi.

A neuron aktivitás vizsgálata az idegtevékenység során fellépő elektromos impulzusoknak a térerő homogenitását zavaró hatásainak kimutatásán alapul. Az igen csekély eltérések megjelenítéséhez nagyon erős és nagyon egyenletes eloszlású térerő mellett szabadon mozgatható segédtekercs is szükséges. A módszert inkább tudományos célra használják.

MR-spektroszkópia

Az MR-vizsgálatot eredetileg nem képalkotásra, hanem olyan kíméletes anyagelemzési célra dolgozták ki, amelynek során a minta nem károsodik. Legalább 1,5 Tesla mágneses térerejű berendezésekkel a szövetek anyagi összetétele és anyagcseréje az élő szervezet bármely részében, mintavétel nélkül, kémiailag elemezhető. A technika széleskörű klinikai alkalmazása még várat magára.

Az MR-kép jellemzői

Az MR-vizsgálat elsősorban a hidrogénben gazdag víz és zsír, illetve az elmozdulások kimutatásában érzékeny – ezeket „látja” (80. ábra). Szöveti felbontóképessége azonban ennél lényegesen szélesebb körű: a módszer a különböző szövetek jellemzésére az ultrahanghoz hasonlóan több, egymástól eléggé eltérő mutatót (hidrogénmag sűrűség, szövetmágneseződési idő, relaxációs idő stb.) tud felhasználni. Egyazon területről a rádiófrekvenciás impulzus-sorozat jellege, illetve a visszaérkező szignál mérési módja függvényében más és más kép nyerhető. Ugyanakkor a kapott értékek mindig viszonylagosak, a Hounsfield-értékektől eltérően nem számszerűsíthetők.

80. ábra. Az MR szöveti felbontásának erősségei. Fehér vagy világos színben, nagy jelintenzitással mutatja meg magát a víz (gyrusok között és az agykamrában lévő liquor, üvegtest, az arcüreg nyálkahártyája) és a zsír (a szemideg körül és az arccsont előtt).

A víz T1 súlyozott képeken jelszegény, fekete, T2 súlyozott képeken pedig jeldús, fehér. Az egyes szervek többnyire valamilyen köztes, szürke árnyalatban jelennek meg. A vízben szegény kötőszövet, ín, porc, szalag alig ad jelt. A véralvadék relaxációs ideje az idő függvényében változik, mert a haemoglobin bomlása folyamán a vas időről időre más molekuláris környezetbe kerül. A légtartó területek és az ásványi anyagokban gazdag csontok vagy meszesedések, kövek jeladása alig vagy nem mérhető, a zsíros csontvelő azonban a csontot is kirajzolja (81. ábra).

81. ábra. A zsír szerepe a csont megjelenítésében. Bár a tömör csontkéreg erősen jelszegény, fekete, a szivacsos állományt kitöltő sárga csontvelő mégis pontosan megmutatja a csont szerkezetét is.

A T1 súlyozott képek adják a jobb anatómiai leképezést, ezeken könnyen azonosítható a zsír és a már nem teljesen friss vérömleny. A T2 súlyozás érzékenyebb a kóros szöveti elváltozásokra, mert azokban – a szinte mindig jelenlévő kapilláris endothelium sérülés következtében – rendszerint magasabb a víztartalom, mint az ép szövetekben. Az MR-vizsgálat egyik erőssége, hogy zsírelnyomásos technikával ezek a gyulladt vagy daganatosan beszűrt, vizenyős területek meggyőzően ábrázolhatók.

A megjelenítés a röntgen és ultrahang felvételekkel szemben nem annyira az atomok sűrűségétől, mint inkább azok mágneses tulajdonságaitól függ, ezért szöveti kontraszt felbontóképessége jobb, mint a transzmissziós eljárásoké.

Ugyanakkor lineáris felbontása – annak ellenére, hogy a szignál atomi szinten, a mag belsejében keletkezik – az 1,5T alatti térerejű készülékekben nem éri el az 1 mm-t. A voxelek méreteit a mágneses térerő jellemzői, a detektor-tekercs érzékenysége és a számítástechnikai adottságok szabják meg. Korlátozó tényező maga a mágnes, mert a térerő eloszlásának egyenletessége messzemenően meghatározza, hogy a szövetekben mekkora mágneses egyenetlenségek mutathatók ki egyáltalán. A detektor érzékenysége, a számítógép, illetve a képrekonstrukciós algoritmusok teljesítménye sem érte még el az a szintet, ami az igazán finom felbontáshoz szükséges lenne. A hosszú adatgyűjtési idő alatt mozgási életlenség, műtermékek jöhetnek létre.

Az MR-vizsgálat helye a diagnosztikában

Ennek a módszernek a segítségül hívása leginkább a szakintézeti, klinikai kivizsgálás részeként, olyankor indokolt, ha egyéb módon nem jutottunk eredményre, vagy azok pontosításra szorulnak. Perdöntő adatokat, nagy pontosságú megjelenítést a vizsgálat alatt el nem mozduló szervekben, elsősorban a központi idegrendszer és a vázizomzat, ízületek területén, az oedemák, elhalások felismerésében, illetve a csontvelőben várhatunk tőle. A módszer a gátor és kismedence áttekintésén túl egyre inkább használatos a máj gócos elváltozásainak elkülönítésében, a vese- és mellékvese daganatok kórismézésében, a gyomor-bélhuzamot érintő gyulladásos betegségek aktivitásának, illetve a daganatok terjeszkedési stádiumának meghatározásában. A funkcionális vizsgálatok az agytevékenység megismerésében nyitnak távlatokat.

A mérések mozgás-érzékenységét felhasználva angiogramot akár kontrasztanyag nélkül is elő lehet állítani minden olyan érszakaszról, amelyben a vér kering. Kontrasztanyaggal végzett MR-angiográfia az érrendszeri betegségek nem invazív vizsgálatán túl főként a szív és koszorúerek áramlási viszonyainak elemzésében bizonyult előnyösnek (82. ábra).

82. ábra. MR-angiogram. A jobb a. coronaria (nyíl) bemutatása az ér lefutását követő, hajlított felületű rekonstrukcióval.

Az MR-vizsgálat előnye, hogy a röntgenvizsgálatoktól eltérően, nem használ ionizáló sugárzást és az előkészítés jobbára mellőzhető. Erőssége a lágyrészek és keringő vér, különböző eredetű szöveti vizenyők mellett az agyműködés és légzés funkcionális vizsgálata. A teljes keresztmetszetet ábrázolja, csont vagy levegő nem zavarja a leképezést, mint UH-vizsgálatnál. A szeletelő CT-vel szemben nemcsak harántmetszetben, hanem bármilyen síkban végezhetünk adatgyűjtést. Egy vizsgálat során rendszerint több, 3-6 eltérő technikájú és síkú mérés is történik, így a lágyrészekről sokkal változatosabb szöveti kontrasztú képeket nyerhetünk, mint UH- vagy akár CT-vizsgálattal. Emiatt ritkábban van szükség kontrasztanyagra, ennek megfelelően kevesebb a szövődmény is.

Hátrány viszont, hogy a módszer lineáris felbontása egyelőre korlátozott és a mérések többször tíz percig is eltartanak, ami nehezíti az együttműködésre képtelen betegek vizsgálatát. A módszer érzékenysége korlátozott kis kiterjedésű meszesedések és friss vérömlenyek kimutatásában. A nagy térfogatot érintő, hosszú mérési folyamat alatt a mellkasban és hasban gyakran keletkeznek mozgási műtermékek. Az elmozdulás miatt csecsemők és kisgyermekek, nyugtalan vagy zavart felnőttek, súlyos sérültek nem vagy alig vizsgálhatók. Túlságosan testes egyedek be sem férnek a zárt mágnes gyűrűjébe. A szűk mérőalagútban némelyek olyan súlyos bezártsági iszonytól szenvednek, hogy nyugtatókra szorulnak, sőt a vizsgálat meg is hiúsulhat. A készülék akadályozza a betegek közvetlen megfigyelését és a hozzáférést. Az esetleges altatáshoz nem mágnesezhető, ún. „MR-kompatibilis” felszerelésre van szükség.

Annak dacára, hogy az MR-vizsgálat nem jár sugárterheléssel, korlátozott hozzáférhetősége és meglehetősen költséges volta miatt javallata kellő megfontolást igényel.

Képalkotás a nukleáris medicinában

A nukleáris medicina a radioaktív izotópok sugárzását felhasználó orvosi diagnosztika és terápia közös megnevezése. Az izotópdiagnosztika részben üvegben (in vitro), részben élő személyeken végzett vizsgálatokat foglal magába (in vivodiagnosztika). Ez utóbbiak morfológiai elváltozások leképezése mellett különféle szervműködések képi megjelenítésére, valamint az alak-és működésbeli mutatók egyidejű ábrázolására alkalmasak. A képalkotást az teszi lehetővé, hogy bizonyos vegyületeket a szervezet különböző szervei, szövetei vagy sejtjei, sejtszervei válogatott módon vesznek fel.

A kép keletkezése

Képalkotásra a radioaktív izotópok magjából származó energiát használjuk. Az ilyen atommagok külső behatás nélkül elbomlanak, más maggá alakulnak át, miközben a feleslegessé váló magenergiát sugárzások formájában bocsátják ki. A magátalakulást kísérő sugárzások korpuszkuláris jellegűek (α- és β-sugárzás), vagy elektromágneses hullámok (γ-sugarak) lehetnek. Az élő szervezetek vizsgálatára a γ-sugárzó izotópok (így a leggyakrabban használt 99mTc, a 67Ga, 201Tl, 111In és 131I) a legmegfelelőbbek, mert nagy áthatoló képességüknek köszönhetően kívülről is detektálhatók, ugyanakkor a képalkotáshoz szükséges sugáradagok negatív biológiai hatásai nem számottevők. Bár a γ-sugarak a mag belsejében, a röntgensugarak pedig az atommagon kívül keletkeznek, fizikai tulajdonságaikat illetően ez a két sugárzás nem különbözik egymástól, mindkettő ionizáló hatású. Felhasználásukban annyi az eltérés, hogy a nukleáris diagnosztikában a sugárforrást, vagyis a radioaktív izotópokat – mint apró röntgencsöveket – a szervezet belsejébe kell juttatni. A képet a belülről kifelé sugárzott (emittált) energia felfogásával hozzuk létre, de nem a közbeeső szövetekben bekövetkező sugárelnyelődést mérjük, hanem a még átjutott sugárzás hozza létre a képet. Az egyes képpontokat a detektált γ-foton beütközések alkotják.

Az eljárás lényege, hogy a szervezetbe olyan – abban egyébként is előforduló, gyógyszer jellegű hatással nem rendelkező – anyagot, radiofarmakont juttatunk be, melyben a hordozó vegyület meghatározott sejtszervecskékhez, sejtekhez, szövetekhez kötődik, vagy adott terekben, így a vérkeringésben oszlik meg. Ezeknek az anyagoknak a segítségével a biokémiai és fiziológiai történéseket anélkül tudjuk tanulmányozni, hogy azokat megzavarnánk. A radiofarmakon különböző élettani folyamatok – mint aktív vagy passzív transzport (mirigytevékenység, tubuláris szekréció, sejtfelvétel stb.), anyagcsere (cukor-, zsírsav, aminosav-metabolizmus), phagocytosis (a máj, nyirokcsomó, csontvelő RES-sejtjeiben), microembolisatio (a tüdőkapillárisokban) révén, meghatározott helyeken dúsul. Ennek segítségével elemezhető az immunreakció (daganatokban, fehérvérsejtekben), receptor-kötés (somatostatin, neuroreceptorok stb.), intracelluláris kötődés (nukleinsavakban, mitochondriumban stb.) és egyebek. Eloszlásuk alapján az egyes szervműködések számszerű mutatói is meghatározhatók. A radiofarmakon hollétét a hordozóhoz kötött izotóp sugárzása mutatja meg.

Az izotópvizsgálatokhoz az élettani működéseket nem befolyásoló, de a képalkotáshoz elegendő mennyiségű sugárzó anyagot kell – akár szájon át, akár az érpályába adva, esetleg belélegzés útján – a szervezetbe juttatni. Ez a mennyiség eléggé változó, általában 1-600 MBq (1 becquerel = 1 bomlás másodpercenként) közötti aktivitást jelent. A választandó adag nagysága a vizsgálat céljától, jellegétől, a beteg korától és testtömegétől, a vizsgálandó szerv állapotától és az alkalmazott mérőeszköz érzékenységétől függ.

A radioaktív izotóppal jelzett vegyületek egyik csoportja az adott készítmény sajátos kötődésével kapcsolatban álló élettani vagy kórélettani folyamatokkal arányosan oszlik el az egész szervezetben. A specifikus radiofarmakon ilyen módon, egyetlen sugáradag alkalmazásával egy időben, az egész testben képes megjeleníteni a vizsgálni kívánt funkciót.

A képet a γ-fotonok érzékelésére képes detektorok elektromos jeleiből, analóg/digitális konvertálás után, számítógép hozza létre. Mivel mind az izotópok bomlása, mind a fotonok beütközése véletlenszerű és sugárhigiénés okokból a radiofarmakonnal bejuttatott aktivitás (vagyis az időegység alatt lezajló magátalakulás) meglehetősen csekély, értékelhető adathalmaz csak hosszabb idő alatt gyűjthető be. Az expozíciós idő néhány perctől egy óráig is eltarthat.

A detektálás módjától függően a kapott információ időbeli (mikor a sugárzás mennyiségének változását a test egy adott pontja felett, az idő függvényében mérik), vagy térbeli lehet (amikor viszont a radioaktivitás megoszlását, helyzetváltoztatását térképezik fel).

A nukleáris diagnosztikában tehát a kép a szervezetbe juttatott és ott meghatározott helyeket elfoglaló sugárzóanyagok által kibocsátott energia egy vagy több irányú, időfüggő mérési adataiból, indirekt módon, számítások alapján jön létre.

Vizsgáló eljárások

A γ-sugarak keletkezési helyükről a tér minden irányába haladnak s mivel nem fókuszálhatók, képalkotásra csak bizonyos feltételek között használhatók. A kilépési hely térben helyes azonosítását leggyakrabban a detektor elé helyezett, ún. kollimátor segítségével biztosítjuk. Egy vastag ólomtömb furatai csakis azokat a sugarakat engedik át, amelyeknek iránya olyan, mintha a furatok által kijelölt fókuszból indultak volna ki. A γ-kvantumok energiáját szcintillációs detektor fogja fel és alakítja elektromos jellé (83. ábra).Szcintigráfia

83. ábra. A szcintillációs detektor felépítése. A γ-sugárzás fotonjainak energiája a talliummal szennyezett nátrium-jodid kristályban előbb fény-fotonná, majd a fotokatódon elektronokká konvertálódik. Ezekből elektronsokszorozó segítségével lehet mérhető elektromos jeleket előállítani.

A gamma-kamerában egyetlen nagy, 30-45 cm átmérőjű, szcintillációs kristályhoz egymás mellett számos fotoelektron-sokszorozó csatlakozik. Az ezekből kimenő jeleket a detektort ellenőrző számítógép úgy dolgozza fel, hogy a kristályban keletkező felvillanások a γ-kvantumok kiindulási pontjainak síkban megfelelő, szummációs kép jöjjön létre (84. ábra). Mivel a kamera aránylag rövid idő alatt akár teljes testtájakat, vagy az egész testet képes letapogatni, gyorsan zajló folyamatok is követhetők, illetve egy-egy szervről akár több irányból is készíthető felvétel. Nagyobb tájékokat, főként pedig az egész testet elölről és hátulról is le kell tapogatni, mert ezzel egyrészt ellensúlyozni lehet a közbeeső szövetek gyengítő hatását, másrészt a dúsulások elhelyezkedéséről is pontosabb képet nyerünk. A kapott digitális adathalmaz idő-aktivitás görbékké, megoszlási képekké, a megoszlás időbeli változását mutató, dinamikus képsorokká stb. dolgozható fel.

84. ábra. Gamma-kamera. A szervezetből kilépő γ-fotonok hatására a térbeli izotóp megoszlásnak síkban (X-, Y-koordináták) megfelelő és a sugárzás intenzitásával arányos erősségű elektromos impulzusok keletkeznek.

Single photon emissziós computer tomográfia

Mivel a gamma-kamera végső soron szummációs képeket készít, a test belsejében lévő szervekből származó adatokat nemcsak a leképezni kívánt szerv működési eltérései, hanem a köztes szövetek sugárelnyelése – vagy éppen sugárzása – is befolyásolhatja. Ennek kiküszöbölésére szolgál a SPECT, ami lényegét tekintve a számítógépes rétegvizsgálat megfelelője a nukleáris medicinában (85. ábra). A szervezetbe juttatott, hosszú felezési idejű radioizotóp sugárzását a beteget körüljáró gamma-kamera méri. A készülék neve arra utal, hogy a PET-tel ellentétben radiofarmakon molekulánként csak egy γ-fotont azonosít. Mivel a gamma-kamera fotoelektron-sokszorozói soros letapogatást végeznek, a nagyméretű kristály pedig egyszerre teljes testtájak befogására képes, a CT-vel ellentétben az adatgyűjtéshez egyetlen körbefordulás is elegendő, szeletenkénti letapogatásra nincs szükség. Az egyes vetületekben mérhető izotóp-megoszlás soronkénti adataiból a számítógép harántmetszeti képsorozatot állít elő, majd a folyamat eredményeként térbeli adathalmaz formában kapjuk meg az aktivitás elrendeződését. A részadatokból ezt követően tetszőleges síkú, vagy 3D rekonstrukciót szerkeszthetünk. Az eljárással nem invazív módon, elfedésektől mentesen képezhető le az alkalmazott radiofarmakon által megjelenített biológiai funkció.

85. ábra. A SPECT működési elve. A test különböző (A, B) pontjaiból induló γ-fotonokat a testet körüljáró (vagy gyűrűszerűen körülvevő) detektor több irányból is felfogja a rétegkép előállítása érdekében.

Pozitron emissziós tomográfia

A szénnek, oxigénnek, nitrogénnek nincs γ-sugárzó izotópja, ezért gamma-kamerával éppen a szervezet legalapvetőbb elemeit nem tudjuk feltérképezni, előfordulásuk sem számszerűsíthető. Az anyagcsere finomabb történéseinek képi megjelenítése érdekében sugárforrásul nem γ-sugárzó, hanem egy sajátos részecskét, pozitront +-részecskét) kibocsátó, nagyon rövid felezési idejű 11C-, 13N-, 15O- és 18F-izotópokat kell alkalmazni, megfelelő hordozóhoz kötve. Pozitront kibocsátó izotópokkal a molekulák jelentősebb változtatása nélkül jelölhetők a biokémiai folyamatok megjelenítése szempontjából fontos vegyületek. A pozitron nem stabil, így amikor a testszövetek valamelyik, vele azonos tömegű, de ellentétes töltésű elektronjával találkozik, a két részecske megsemmisíti egymást. Az annihiláció folyamán két, a szcintigráfiában szokásosnál közel négyszer nagyobb energiájú γ-foton keletkezik, amelyek pontosan ellenkező irányba haladnak. A PET ezért a SPECT-tel ellentétben kettős foton detektálással működik. A beütközések időpontjából két, egymással szemben elhelyezkedő szcintillációs detektor azonosítani tudja a keletkezés helyét. A készülék csak akkor ad jelt, ha a két átellenben lévő detektor éppen egyszerre kap impulzust. A test körül körbeforduló, vagy azt gyűrűszerűen körbevevő detektorokból származó jelek alapján a számítógép pontosan fel tudja térképezni, sőt térben rekonstruálni a radioaktivitás megoszlását a szervezetben (86. ábra).

86. ábra. A PET működési elve. A radiofarmakonból kilépő pozitronok és a szervezet elektronjainak annihilációja során keletkező, egymással ellentétes irányba haladó γ-fotonok egyidejűleg ütköznek be mindkét detektorba. A gyűrűszerű detektorsor (vagy körbeforgó detektor-pár) mérési adataiból a számítógép meg tudja adni a keletkezés helyét.

A PET-vizsgálatokhoz legelterjedtebben használt radiofarmakon a fluor-dezoxiglükóz bejut az élénk cukor-anyagcseréjű sejtekbe, így az agy, szívizom és a rosszindulatú daganatok szöveteibe, de a molekula felépítése miatt ott csapdába esik. Emiatt különösen jól jelöli a tüdő és emlő daganatokat, a melanoma malignum, Hodgkin-kór, colorectalis carcinomák és áttéteik előfordulását. Használható még a szívizom életképességének, epilepsiás góc hollétének vagy dementiák eredetének megítélésében is. A funkcionális jelenségek leképezése a bevethető radiofarmakonok szélesebb spektruma és specifikusabb kötődése, valamint a nagy mennyiségben keletkező és nagy energiájú fotonoknak köszönhetően a SPECT-énél jobb felbontása miatt a PET olyan molekuláris biológiai folyamatok megjelenítését teszi lehetővé, amelyek nem invazív módon, más eljárással nem közelíthetők meg.

Hibrid képalkotó módszerek

A nukleáris módszerekkel kimutatható anyagcsere eltérések helyét általában csak néhány cm-es pontossággal tudjuk megkapni, miközben a CT vagy MR milliméteres felbontású. A metabolikus rendellenességek tényleges helyzetét megnyugtató módon úgy lehet megállapítani, hogy a SPECT vagy PET nyújtotta digitális adatokat számítógépes eljárásokkal rávetítjük ugyanazon beteg CT- vagy MR-felvételeire. Így hitelesebben tudjuk összevetni a funkcionális adatokat a finomabb morfológiai elváltozásokkal. A más készülékben, esetleg eltérő beállításban nyert adatok közötti eltéréseket úgy lehet kiküszöbölni, hogy kép-fúzió minél pontosabb megvalósítása érdekében mindkét vizsgálatot egy munkafolyamatban végezzük el. Ennek érdekében a SPECT- vagy PET-kamerákkal egybeépített CT- vagy MR-készülék segítségével, egy munkafolyamatban és pontosan azonos beállításban hozzuk létre a kétféle metszeti képet (87. ábra).

87. ábra. PET-CT-vizsgálat. Melanoma malignumban szenvedő beteg CT-felvételen (a) jól láthatók a megnagyobbodott hónalji nyirokcsomók, de a máj vetületében kóros eltérés nem mutatkozik. A PET-felvételen (c) áttétre utaló kóros aktivitásfokozódás figyelhető meg a májban is. A hólyagban mutatkozó aktivitást a vizelettel kiválasztódott radiofarmakon adja. A két különböző eljárással készült kép egybeépítésével pontosítható a funkcionális eltérések (dúsulások) anatómiai elhelyezkedése (b).

87. b. ábra.

87. c. ábra.

Az izotóp megoszlási kép jellemzői

A képminőséget a nukleáris diagnosztikában sem annyira az atomi jelenségek, mint inkább a detektorok teljesítőképessége határozza meg. A lineáris felbontás (részben a hosszú expozíciós időből, részben egyéb tényezőkből adódóan) valamennyi egyéb, radiológiai módszernél gyengébb, ritkán jobb 1 cm-nél. Ezzel szemben a kontraszt felbontás adott esetben minden más eljárásnál jobb, hiszen akár egy mogyorónyi áttétet is képes kimutatni egy nyirokcsomó belsejében – feltéve persze, hogy az alkalmazott radiofarmakont a szövetek a várakozásnak megfelelően dúsítják.

Ennél is fontosabb, amit a megoszlási kép a funkcióról mondani képes. A szcintigram a működő szerv helyzetét, alakját és nagyságát ábrázolja, az aktivitás-megoszlás egyenletes vagy egyenetlen voltából pedig a szerven belüli, szöveti tevékenységre és annak esetleges kóros elváltozásaira lehet következtetni. Ez a vizsgálómód az egyes szervekben zajló folyamatok megjelenítésében, a választott radiofarmakontól függően, rendkívül érzékeny vagy rendkívül specifikus tud lenni. Így fordulhat elő, hogy már az első, izotópvizsgálattal kórosnak minősíthető folyamatról sokszor csak további, kellően fajlagos érzékenységű nukleáris diagnosztikai vagy radiológiai vizsgálatok eredményeinek figyelembevételével lehet megállapítani, hogy az degeneratív, gyulladásos vagy tumoros eredetű-e.

A fokozott aktivitású terület, vagy „forró” góc többnyire túlműködést, dúsabb erezettséget vagy esetleg daganat okozta működészavart jelent. A csökkent aktivitású, „hideg” góc vagy kiesés csökkent funkciót, szegényes vérátáramlást, esetleg az ép szövet hiányát, heg, cysta vagy tályog jelenlétét jelzi.

A nukleáris diagnosztika helye a klinikai gyakorlatban

A képi izotópdiagnosztika fontosságát az adja, hogy képes megjeleníteni a szövetekanyagcseréjét: a morfológiai adatokon túl a különböző szervek működéséről, illetve bizonyos biokémiai folyamatok jellegéről nyerhetünk adatokat.

Bár a funkcionális CT- és MR-vizsgálatok sok területen kezdik felváltani a nukleáris medicinát, annak érzékenysége számos esetben meghaladja a jelenleg rendelkezésünkre álló, egyéb vizsgáló módszerekét. Rendkívül kíméletes, különösebb kockázata vagy túlérzékenységi reakcióhoz fogható szövődménye, s így gyakorlatilag ellenjavallata sincs. Amennyire az expozíciós idő engedi, gyermekek, idős emberek és elesett állapotban lévők vizsgálatára is alkalmas.

A röntgen- és CT-vizsgálattal ellentétben, a sugárterhelés mindig az egész testet éri, viszont megfelelő leképezési eljárást választva, egész testtájak egyetlen aktivitás-adaggal vizsgálhatók (88. ábra). A gyakorlatban használt kis adagoknak köszönhetően a szervezet sugárterhelése az esetek többségében elenyésző, vagy legalábbis kevesebb, mint az azonos testtérfogat átvizsgálásához szükséges röntgensugárzásé. Kép-fúzió segítségével a funkcionális adatokat szolgáltató izotóp-kép egyesíthető a morfológiai tájékozódást szolgáló CT-felvétellel.Míg a PET-felvétel azt mondja meg, hogy mi történik egy 4 mm3-es térfogatban 30 másodperces időközönként, a CT azt tudja megmutat, hol van ez a térfogat. A központi idegrendszer vizsgálatában a keringési és érbetegségek, liquor-keringési zavarok, gyulladásos és daganatos folyamatok leképezése mellett a nukleáris diagnosztika az epileptogén gócok felderítésében és az agy finomabb működésének elemzésében is egyre fontosabb szerepet játszik. A szívizom vonatkozásában főként a nyugalmi és terheléses szívizom szcintigráfia és PET-vizsgálatok érdemelnek figyelmet; szívműtét előtt meghatározható velük a még életképes szívizomzat kiterjedése. Az inhalációs és perfúziós szcintigráfia, illetve ezek kombinációja egyes légúti és interstitialis megbetegedések súlyosságának megítélését segíti. A máj- és eperendszer morfológiai vizsgálatára inkább csak bizonytalan echográfiás lelet birtokában van szükség, de PET-vizsgálattal adott esetben a máj-resectiót követő regenerációt is jól lehet nyomon követni. A hepatobiliaris szcintigráfia érzékenysége meghaladja az intravénás kontraszt-befecskendezéses röntgenvizsgálatét. Polysplenia, asplenia könnyen igazolható specifikus lép-szcintigráfiával. A hasi műtét szövődményeként kialakuló máj- vagy subphrenikus abscessus leukocyta-szcintigráfiával deríthető fel. A vese vérátfolyása, a renovascularis hypertensio, a két vese funkciójának összehasonlítása egy- vagy kétoldali vesebetegségben a műtéti javallat mérlegelése során, vagy éppen egy vese-transplantatum állapota kamera-renográfiával eredményesen vizsgálható. A belső elválasztású mirigyek közül kiemelkedő jelentősége van a pajzsmirigy és a mellékpajzsmirigyek, valamint a mellékvese vizsgálatának. Az extraadrenalis phaeochromocytomát ugyancsak könnyen meg tudjuk találni.

88. ábra. Egésztest csont szcintigráfia. A testszerte elszórt valamennyi csontáttétet egyetlen vizsgálati folyamattal ki tudjuk mutatni. A.-p. felvételen a koponya, vállak, szegycsont és a medencegyűrű elülső részének elváltozásai látszanak jobban. Fordított testhelyzetben a lapocka, csigolyák és a medenceöv hátsó részének, illetve a két combnyaknak az áttétei ábrázolódnak szemléletesebben.

A csontrendszer és az ízületek bármilyen okból (trauma, kopásos elfajulás, anyagcsere betegségek, elsődleges vagy áttéti daganatok miatt) bekövetkező vérbőségét vagy élénkebb anyagcseréjét csont-szcintigráfiával lehet kimutatni. Osteomyelitis igazolására fajlagosabb módszereket (háromfázisú csont-, vagy leukocyta-szcintigráfia) is igénybe tudunk venni.

Lymphoszcintigráfiával tudjuk tisztázni a nyirokáramlás irányát a nyirokcsomóáttét szempontjából veszélyeztetett testtájak felderítése céljából és még a műtét előtt felkutathatjuk az esetleges áttéteket.

A vérképzőrendszert csontvelő RES-szcintigráfiával lehet vizsgálni. A módszer az aktív csontvelő elhelyezkedésének és kiterjedésének ábrázolására (esetleg ismeretlen eredetű anaemiában) vagy velőűrben lévő térszűkítő folyamat (myeloma, metastasis) kimutatására, továbbá – cytostatikus kezelés alatt – a csontvelő tartalék meghatározására alkalmas. Kiderítetlen elhelyezkedésű góc által fenntartott láz, septikus állapot hátterét esetleg leukocyta-szcintigráfia tisztázhatja. A módszer a gócoknak a kezelésre adott válaszát is követni tudja. Ezzel az eljárással egyébként a Hodgkin-kór és a non-Hodgkin lymphomák kiterjedését is meg lehet állapítani.

Az ismert malignus burjánzások kórlefolyása, kezelésre adott válasza megfelelő radiofarmakon választásával ugyancsak láthatóvá tehető. PET-vizsgálattal a daganatok élénkebb nukleinsav és glükóz-anyagcseréje alapján a daganat kiújulás idejekorán felismerhető, emiatt az onkológiában kiemelt jelentősége van. Egyes daganatféleségek – így a colorectalis és ovarium tumorok, melanoma – és áttéteik az igen érzékeny immunoszcintigráfia segítségével mutathatók ki. Bizonyos szövettani típusú daganatokban és azok áttéteiben egyes radiofarmakonok erősen és aránylag tartósan kötődnek, ami egyben a radioizotópos terápia lehetőségét is kínálja.

Az izotóp módszerek alkalmazása a morfológiai kérdések megválaszolásában visszaszorult, ezzel egyidejűleg azonban rohamosan megnőttek a funkcionális diagnosztika lehetőségei. A nukleáris diagnosztika leleteinek értelmezésekor azonban minden esetben tekintettel kell lenni arra, hogy a dúsulás vagy kiesés nem jelent egyben betegséget is, csupán megváltozott sejtfunkciót egy adott helyen, az éppen alkalmazott radiofarmakont illetően.

A képalkotó eljárások kockázata

A képalkotó diagnosztikában a kép az alkalmazott energiaféleségek és a szervezet közötti kölcsönhatás eredményeképpen jön létre. A kölcsönösségből adódóan azonban nemcsak a test módosítja az áthaladó energiát, hanem az energia is fizikai változásokat hoz létre a szervezetben. A képek létrehozásához szükséges energia-adagok éppúgy viselkednek, mint a gyógyszerek: nem csak hatásaik, de mellékhatásaik is vannak. A kedvező és kedvezőtlen hatások egymástól elválaszthatatlanok, a képalkotó diagnosztika mozgástere ebből a szempontból keskeny ösvényre korlátozódik. Bár az élő sejtek, szövetek a behatások egy részének következményeit maradéktalanul ki tudják javítani, a visszafordíthatatlan folyamatok azonban rövidebb-hosszabb idő után rossz irányba terelik a sejtműködést, ami szövetkárosodáshoz, szervműködési zavarokhoz, hosszabb távon szövet elfajuláshoz vezet. Ilyen kedvezőtlen következmények lehetőségével elvileg bármely radiológiai vizsgálat kapcsán számolnunk kell. A diagnosztikához kapcsolódó iatrogén ártalmak csökkentésének egyik módja, hogy az alkalmazandó energiaféleséget körültekintően választjuk meg, mennyiségét pedig a lehetőségek határáig csökkentjük. A kockázatok elkerülésének másik, s egyben legbiztosabb módja, ha a nem feltétlenül indokolt vizsgálatokat el sem végezzük.

Az ionizáló energiaféleségek alkalmazásának kockázata

Az ember által létrehozott ionizáló sugárterhelés több mint 95%-át manapság az orvosi tevékenység következtében szenvedjük el. Ez a bennünket érő összes sugárhatás jó harmada, és mindinkább növekvő irányzatot mutat. A technika fejlődésének jóvoltából ugyan egyre kisebb energia-adagokkal dolgozunk, viszont minél kíméletesebbnek tartunk egy módszert, annál hajlamosabbak vagyunk egyre többet végezni belőle.

A törzsfejlődés során az ember mindvégig egy bizonyos állandó, természetes sugárterhelés alatt – s meglehet, olykor annak jótékony közrehatásával – jutott el mai biológiai fejlettségi szintjére. Ezért is érdekes lehet a kozmikus és a földből eredő, valamint a szervezetbe természetes úton bekerülő sugárzó elemekből származó, ún. háttérsugárzáshoz hasonlítani azokat a sugáradagokat, amelyek a leggyakoribb vizsgálatok során a betegeket érik (I. táblázat). A gyakorlat szempontjából talán még szemléletesebb, ha ezeket a dózisokat a legtöbbször végzett röntgenvizsgálat, a mellkas felvétel által okozott sugárterheléssel vetjük össze.

A magunk jogi védelmét előtérbe helyező, „defenzív” orvoslás a röntgen- és CT-vizsgálatokat éppúgy, mint a többi képalkotó eljárást, a múlhatatlanul szükségesnél sűrűbben veszi igénybe és sokszor kellő indok nélkül kerülnek megismétlésre is. Ha a táblázatból kikeressük, hogy fejfájás, mozgásszervi panaszok, gyomor- vagy vastagbél-tünetek miatt néha egyazon betegnél, bizonytalan javallat alapján egy hosszabb időszak alatt elvégzett vizsgálatok együttes sugárterhelése mekkora, alighanem megdöbbenünk. Legjobban az izotóp-vizsgálatok sugárveszélyétől szoktak tartani, míg furcsa módon a CT-t inkább sugártakarékosként könyvelik el. Valójában a nukleáris diagnosztika többnyire kisebb sugárterheléssel jár, mint mondjuk egy has-kismedence CT-vizsgálat.

I. táblázat. Néhány gyakoribb vizsgálat során elszenvedett sugárterhelés mértéke egy mellkas felvételéhez, illetve a természetes háttérsugárzásból azonos dózis leadásához szükséges időtartamhoz viszonyítva. (A táblázat csupán tájékoztató jellegű, hiszen a mind vizsgálatok sugárterhelése, mind a háttérsugárzás mértéke a körülményektől függően eléggé eltérő lehet.)

1.1. táblázat -

Vizsgálat

Egyes vizsgálatok sugárterhelése a mellkas felvételéhez viszonyítva

Háttérsugárzás idejével azonos dózis

Röntgenfelvételek

Mellkas (p.-a. felvétel)

1

3 nap

Végtag (térd)

0,5

1,5 nap

Koponya

5

2 hét

Nyaki gerinc

5

2 hét

Háti gerinc

50

6 hónap

Ágyéki gerinc

120

14 hónap

Csípő

15

2 hónap

Medence

50

6 hónap

Has

75

9 hónap

Epeutak

65

7 hónap

Kontrasztanyagos röntgenvizsgálatok

Nyelőcső

100

1 év

Gyomor és duodenum

250

2,5 év

Vékonybél

300

3 év

Vastagbél

450

4,5 év

Urográfia

230

2,5 év

CT-vizsgálatok

Koponya

100

1 év

Mellkasi vagy hasi

400

4 év

Nukleáris diagnosztika

Tüdő ventiláció

40

4 hónap

Tüdő perfúzió

50

6 hónap

Vese

50

6 hónap

Pajzsmirigy

50

6 hónap

Csont

250

2,5 év

FDG-PET

100

1 év


Sugárhatás

A képalkotó diagnosztikában használatos energiaféleségeknek az élő emberi szervezetre gyakorolt biológiai hatásait illetően a több mint 100 éve alkalmazott ionizáló sugárzásokról rendelkezünk a legbőségesebb tapasztalatokkal. A röntgen-, vagy γ-fotonok képesek molekulákat, vegyi kötéseket megbontani, a víz ionizációja útján nagy reakcióképességű szabad gyököket létrehozni, amelyek azután megtámadják a fehérjéket és a DNS-t.

Az ionizáló sugárzások bionegatív hatásai reparábilis és irreparábilis elváltozásokat hozhatnak létre. A kisebb sugáradagok által okozott károsodások kijavíthatók; egy-két fogfelvétel elnyelt dózisa csökkenti a gyulladást és megszünteti a fogfájást, ami akár hasznosnak is tekinthető. (A pozitív biológiai hatás lehetősége körüli vita azt tanúsítja, hogy a röntgensugárzás élettani hatásmechanizmusát még ma sem ismerjük teljes mélységében). Nagyobb sugárdózis elszenvedése azonban már lymphopeniát okoz, átmenetileg meggyengítheti az immunrendszert, sőt visszafordíthatatlan károsodásokhoz vezet a sejttevékenység és osztódás intracellularis folyamataiban.

Szükségszerű sugárkárosodás

A magában az átsugárzott testben fellépő negatív biológiai elváltozásokat szomatikus sugárkárosodásnak nevezzük. Egy bizonyos küszöbérték felett ezek mindenképpen bekövetkeznek, súlyosságuk az elnyelt dózis nagyságával arányos. Komolyabb szövetsérülésre csak kivételesen nagy sugárexpozíció elszenvedése után, szinte csak katonai atomcsapás vagy reaktor-katasztrófák közvetlen környezetében lehet számítani. Minél nagyobb a kapott sugáradag, annál korábban jelentkeznek a tünetek. Bőrpír, hajhullás, vékonybélhám elhalás és kifekélyesedés, hereszövet-sérülés, csontvelő károsodás, agranulocytosis, kapilláris permeabilitás fokozódás, agy oedema stb. léphet fel. A túlélők körében a magzatot az első trimesterben ért méhen belüli sugárártalom következtében jelentősen megnő a vetélések, torzszületések és daganatképződések száma.

A sugársérülések alattomos jellegét mi sem jellemzi jobban, mint az, hogy atomcsapást vagy reaktor-katasztrófát követően, a késői következmények halálos áldozatainak száma nagyjából ugyanannyi, mint közvetlenül magáé a robbanásé volt.

A hasadóanyagok ipari alkalmazása során bekövetkező balesetek vagy nem rendeltetésszerű (plutónium csempészet, gyilkosság polónium izotóppal) felhasználásuk sugárkockázata még mindig tetemes, számítani lehet komolyabb szövetkárosodások létrejöttére. A kisebb adagok késői hatásait, mint a xerodermia, hegesedés, sugárfekély, csont-necrosis, malignus elfajulás kialakulását a röntgenológia úttörői önmagukon tapasztalhatták meg. Ma az orvosi alkalmazás során ilyen mértékű sugárártalomnak a diagnosztikában elvileg nem, inkább csak sugárkezelés során, és ott is csak nagyon komoly technikai hiányosság vagy súlyos szakmai szabályszegés, műhiba folytán volna szabad bekövetkeznie. A valóság ezzel szemben az, hogy a funkcionális CT-vizsgálatok során, rövid időn belül, ismételten átsugárzott területeken számos esetben alakult ki koszorúszerű hajhullás vagy egyéb bőrkárosodás (89. ábra). Radiodermatitis szempontjából különösen veszélyesek a röntgen átvilágítással vezérelt, hosszadalmas beavatkozások (cardioablatio, cerebrovascularis intervenció). Sebészeti képerősítők sugárkapujának közelében a dózisterhelés olyan nagy, hogy bőrelhalás, fekélyképződés is előfordul.

89. ábra. Medicinális sugárkárosodás. Agyi vérátáramlás vizsgálata során, az ismételt letapogatások összeadódó dózisa szükségszerű sugárkárosodáshoz, átmeneti kopaszsághoz vezetett.

Véletlenszerű sugárkárosodás

A hétköznapi életben a szomatikus ártalomnál nagyobb jelentőségű a véletlenszerű sugárkárosodás, melyben a sugárdózis növekedésével arányosan nem a károsodás súlyossága, hanem annak valószínűsége nő. Fontos tudni, hogy a szükségszerű sugárkárosodással ellentétben itt nincs küszöbérték. Elvileg egyetlen, esetleg csak szórt sugárzásból származó, de a DNS valamelyik érzékeny pontján beütköző röntgenfoton is képes létrehozni.

A véletlenszerű szomatikus károsodásnak két formája van: daganatképződéshez vagy magzati fejlődési zavarhoz vezető. Sejtszintű sugársérülések felelősek az ionizáló sugárzások carcinogén hatásáért. Daganatképződéssel elsősorban a gyorsan oszló szövetekben kell számolni, leginkább a leukaemia vagy pajzsmirigy daganat gyakorisága növekszik meg – amint ezt hasadóanyagok kiszóródását követően a csernobili erőmű-katasztrófában is tapasztalni lehetett.

A teratogén hatás legszembetűnőbben a torzképződmények kialakulásában érhető tetten. Az első 2 hétben elszenvedett magzati szomatikus sugárkárosodás a „minden vagy semmi” törvénye alapján vagy nyom nélkül kijavítható, vagy a magzat elhalásához, vetéléshez vezet. A következő, nagyjából 10-60. nap közötti időszakban, az organogenezis szakában jöhetnek létre a legváltozatosabb és legsúlyosabb fejlődési rendellenességek. A 60. nap utáni sugárkárosodás szellemi visszamaradottsággal, súlyos mentális károsodással járhat.

A genetikus sugárhatás nem a besugárzott szervezetben, hanem annak valamely utódján nyilvánul meg – hiszen a szülők genetikai állománya sérült, amelyből a megtermékenyült petesejt fejlődésének programja összetevődik. A következmény a magzat fejlődési rendellenessége lesz – feltéve, hogy a behatás nem okozott eleve életképtelenséget.

A késői hatások megítélését nagyon megnehezíti, hogy a véletlenszerű sugárkárosodások első helyen a genom instabilitásában nyilvánulnak meg, ami azt jelenti, teljesen esetleges, hogy egy adott sérülés mikor, melyik sejtoszlás után és melyik utód-populációban fejti ki hatását (90. ábra). Ebbe a környezetnek és körülményeknek is beleszólásuk van.

90. ábra. Genom instabilitás. Nem lehet előre megmondani, hogy azonos nagyságú sugáradag egy adott génkészleten hoz-e létre elváltozást vagy sem, illetve hogy az melyik utód generáción, milyen mértékben nyilvánul meg.

Medicinális sugárterhelés

A szakma szabályai szerint végzett orvosi alkalmazás, főként a diagnosztika során a betegeket nem érhetnék szomatikus károsodást okozó sugáradagok.Küszöbérték feletti sugárdózist hasi CT, szívkatéterezés, angioplastica, stent-beültetés során mégis elszenvedhet a beteg. Ha kivételesen is, de előfordul bőrégés, hajhullás vagy más felületes sugársérülés.A véletlenszerű sugárhatásért felelős, küszöbérték alatti expozíciók viszont – elsősorban az iparilag fejlett országokban – a népesség széles körét, méghozzá egyes egyedeket többszörösen, ismétlődő módon érnek. A CT körkörös letapogatása miatt a röntgenfelvételeknél egyébként szokásos gonádvédelmet sem lehet biztosítani. Mivel az egy-egy alkalommal, kimutatható károsodás nélkül elszenvedett sugáradagok hatása az élet folyamán összeadódik, a lakosság mind nagyobb körének egyre növekvő orvosi sugárterhelése rontja a sérülés kijavításának esélyét. Ezzel párhuzamosan viszont növekszik a sérült gének találkozásának eshetősége, így a népesség genetikus kockázata sokkalta komolyabb lehet, mint a szomatikus sérülésé. A medicinális sugárterhelés rákkeltő hatása egyelőre nem bizonyított, bár a mammográfiás szűrések kapcsán ezt a lehetőséget már számításba veszik.

Epidemiológiai statisztikai felmérések adataiból egyértelmű, hogy a lakosság ionizációs sugárzásból eredő rák-kockázata egyenesen arányos a végzett vizsgálatok számával. Japánban, ahol háromszor annyi vizsgálatot végeznek, a medicinális sugárkockázat kétszer akkora, mint Nagy-Britanniában. A mintegy 80 milliós Németországban az orvosi sugárexpozíciók által kiváltott rákos megbetegedések számát évi 2000-re becsülik. Ez Magyarországon a lakosság arányában évente nagyjából 250 főt jelentene.

A hovatovább rutinná váló CT esetében elgondolkodtató, hogy egyetlen vizsgálat átlagos sugárterhelése mintegy 4 évi természetes háttérsugárzáséval ér fel. Az önjavító folyamatok esélyeit rontja a multidetektoros CT-k térfogatmérési üzemmódja, ilyenkor ugyanis az egyes szeletek között nem marad besugározatlan terület, márpedig a negatív sugárhatás az átsugárzott térfogattal négyzetesen növekszik.

Mivel a háttérsugárzáson kívül sugárterhelés szinte kizárólag orvosi alkalmazás során éri a népességet – köztük a csupán alkalmassági vagy szűrővizsgálatra jelentkező, teljesen egészséges embereket is – az egészségügyi ellátó szolgálat feladata a beteg sugárvédelméről való gondoskodás is.

Sugárvédelem

Minden anyagnak megvan az a jellegzetes rétegvastagsága (az ún. felezőréteg), amelyen a beérkező sugárzásnak csak a fele jut keresztül. A fele viszont mindig átjut, ezért elvileg a sugár-kockázat sohasem küszöbölhető ki teljesen. Kellő vastagságú anyagrétegek azonban csaknem teljesen elnyelik a sugárzást – ezt a tényt a műszaki sugárvédelem a gyakorlatban legtöbbször ólom, vagy ólomvegyületek alkalmazásával aknázza ki. A sugárrekesz szűkítésével, gonád-takarókkal kímélni lehet és kell a beteget.

Az orvosi sugárvédelem célja, hogy a sugárdózist arra az ésszerűen elérhető legalacsonyabb szintre korlátozzuk, amely a beteg érdekében szükséges ismeretek megszerzését még nem akadályozza. Ebben közreműködni éppúgy kötelessége a vizsgálatot kérőknek, mint a végrehajtóknak.

A vizsgálatot végzők szerepe a sugárvédelmi rendszabályok betartásán túl leginkább a vizsgálati taktika kidolgozásában, ezen belül a leginkább sugártakarékos módszer megválasztásában, a legrövidebb átvilágítási idő alkalmazásában, a nélkülözhető expozíciók vagy beállítások mellőzésében nyilvánul meg.

Az orvosi sugárvédelem másik, talán sokkal fontosabb, még ma sem igazán tudatosult feladata a vizsgálatot kérőkre hárul. Sugárterheléssel járó vizsgálatot csak akkor szabad kezdeményezni, ha a vele járó kockázat kisebb az elmaradásából származó veszélyeztetésnél, továbbá akkor, ha az attól várható eredmény más, sugárterheléssel nem járó módszerrel nem szerezhető meg.

A jövendő generációk szempontjából a legnagyobb gondot a mind szélesebb körben alkalmazott CT-vizsgálat jelenti, mert a medicinális sugárterhelés bő kétharmada hovatovább ebből adódik. Terhes nők CT-vizsgálatára, különösen pedig a has és kismedence letapogatására csak vitális indikációval kerülhet sor. A magzat szomatikus károsodásának veszélye miatt az első trimesterben a has, medence, lumbalis gerinc, csípő röntgenvizsgálatát is messzemenően kerülni kell. Ha csak mód van rá, helyette valamilyen sugárterheléssel nem járó módszert választunk, vagy, ha ez nem lehetséges, az expozíciók számát korlátozzuk. Gyermekek kivizsgálásában a számítógépes rétegvizsgálatot tanácsos végső lehetőségként tartogatni.

Szomorú, de tény, hogy a lakosság sugárterhelésének túlnyomó részét a kellő megalapozottságot nélkülöző indoklással kért vizsgálatok terhére kell rónunk. A felesleges, átgondolatlan, „rutin”, vagy indokolatlanul megismételtetett, nem egyszer csupán az orvos védelmét szolgáló vizsgálatok sugárterhelésének felelőssége a beküldőtterheli. Egy radiológiai eljárás indokoltságának megállapításában a beutalónak együtt kell működnie a radiológussal. Az orvosi sugárvédelemnek nem célja az indokolt vizsgálatok elhárítása, csupán az ionizáló sugárzással végzett tevékenység ellenőrzött, a beteg számára biztonságos elvégzésének biztosítása.

Adott esetben a beteg sugárkockázatát éppen az fokozza, hogy a korszerű képalkotó eljárások mind szélesebb körben hozzáférhetők, könnyebben értelmezhetők és minimálisan invazív gyógyító eljárások vezérlésére alkalmasak. Különös veszélyeztetést jelent, ha nem radiológus, sugárfizikai és sugárbiológiai képzettség nélkül – mondjuk sebészi képerősítő segítségével – végez az egyszerű törés helyretételen túlmenő, hosszadalmas beavatkozásokat.

A nem ionizáló energiaféleségek kockázata

Az UH- és MR- vizsgálatoknak a képalkotásra használt energiaféleségei – legalábbis abban a tartományban, ahol orvosi célokra használjuk – nem ionizálnak. Szomatikus károsító hatásuk egyelőre nem eléggé ismert, de bízvást sokkalta csekélyebb, mint az ionizáló sugárzásoké. Ha van valamilyen kedvezőtlen genetikai hatásuk – és miért ne lehetne? – annak bizonyításához annál hosszabb időre (esetleg generációkra) volna szükség, mint amennyi ideje ezeket a módszereket használjuk.

Ultrahang

A szervezetben való haladásuk közben a hanghullámok nyomási energiájának egy része a szövetekben hővé alakul. A lokális felmelegedés adott esetben molekuláris szintű károsodást, kromoszóma-sérülést válthat ki. Mérések igazolják, hogy a fókuszált hanghullámok által szállított energia a test belsejében helyenként 70-80 °C-ra hevíti a szöveteket, ezen a hőmérsékleten pedig a fehérjék kicsapódnak. Jelenleg gyógyító célzattal, nagy energiájú, fókuszált ultrahanggal már emlő- és méh-elváltozásokat (adenomát, myomát), osteoid osteomát, illetve zárt koponyán keresztül az agyban bizonyos daganatokat is roncsolnak. Még nagyobb energiaszintű ultrahang vese- vagy epekő-törésre is képes.

A diagnosztikában alkalmazott energia-tartományban a hőhatásnál – ami szokványos esetben nem nagyobb, mint egy 5 W teljesítményű izzóé lenne – jóval komolyabb szerepe lehet a vibrációnak. A lágy szövetek között ahhoz, hogy a hullám továbbterjedhessen, minden egyes útjába eső szöveti elemnek majd 100 km/óra sebességre kell gyorsulnia – mindössze 1 ezred másodperc alatt. Ezt lefékeződés, majd újra gyorsulás követi. Kísérletes vizsgálatok arra utalnak, hogy ezt a rázkódást a kocsonyaszerű sejtplazma, a sejthártyák vagy a sejtek közötti tapadás nem mindig állja ki károsodás nélkül (91. ábra). Vannak adatok arra nézve is, hogy az érbelhártya megbontásával átmenetileg a vér-agy gátat is áteresztővé teheti. Talán ennek tudhatók be az agy fejlődésének állatkísérletekben kimutatott zavarai, s esetleg az utóbbi egy-két évtizedben a fejlett országok gyermekei között a fejletlenekéhez képest hatványozottan növekvő előfordulást mutató autizmus, hiperaktivitás is. A szomatikus károsítás egyértelműen ugyan még nem bizonyított, de az ultrahang-hullámok szemmel láthatólag „felébresztik” a magzatot, ami feltehetőleg az egyensúlyszerv ingerlésének, az otolithek himbálásának lehet a hatása. Könnyen meglehet, hogy nagyon is meggondolatlanul jár el az az orvos, aki a boldog kismamát időről időre „babamozival”, a magzat 3D vagy 4D képével lepi meg. A WHO azt tanácsolja, hogy a terhesség szervfejlődés szempontjából legdöntőbb első hat hetében tartózkodjunk a méh viszonylag nagy energiájú Doppler-vizsgálatától, s lehetőleg annak egész folyamán se végeztessünk három, legfeljebb négy echográfiát. Az pedig egészen biztos, hogy az ultrahang nem a friss terhesség kimutatásának elsőként választandó módszere: az organogenezis megzavarásának eshetősége ebben a szakban a legnagyobb. Emellett az első trimesterben az UH sok műterméket hoz létre, a vizsgálatra alapozott esetleges beavatkozást pedig azért kell megfontolni, mert sok valós intrauterin elváltozás (elsősorban hydrocephalus) még helyrejöhet a magzati fejlődés során.

91. ábra. Ultrahang vibráció. Egy 25µ vastag membránon ilyen nagy kitéréseket okoz az ultrahang hullám terjedése. A különleges hártya háromszor vastagabb egy vörösvértest átmérőjénél.

Mágneses térerő és rádiófrekvenciás hullámok

Jelenleg a biológiai hatások tekintetében az MR-vizsgálatot tartják a legártalmatlanabbnak. Talán csak azért, mert a megfigyelési idő is ezen a téren a legrövidebb. A szervezetet a mérések alatt az állandó mágneses térerő mellett a változó térerő (grádiens terek) és a rádiófrekvenciás impulzusok hatásai érik.

A készülékek állandó térereje 5–30 ezerszer nagyobb annál, mint aminek az élőlények a Föld felszínén ki vannak téve. Jelenleg nem tudjuk, van-e ennek valamilyen nem kívánatos hatása. Nem kérdéses viszont, hogy a testbe került, mágnesezhető fém idegentestek, lövedékek, szilánkok elmozdulása valós kockázatot jelent. Tilos MR-vizsgálatot végezni mágnesezhető fém alkatrészt vagy nagyfrekvenciás impulzusra érzékeny elektronikát tartalmazó pacemaker, gyógyszer-infúziós készülék, inzulin-pumpa, cochlearis implantatum, neurostimulátor beültetés után, illetve ha a szemben vagy orbitában mágnesezhető fém idegentest van. A szemgolyóban az idegentest vándorlása akár látásvesztést is okozhat. A nagy mágneses térerő veszélyes, adott esetben életet is fenyegető helyzetet: szívmegállást, fibrillatiót, agyi aneurysmák ferromágneses clip segítségével történt elzárását követően annak elfordulása következtében vérzést hozhat létre. Az ilyen kockázatok elkerülése érdekében a különböző implantátumokat mindinkább MR-kompatibilis anyagokból készítik.

A fém-idegentestek, protézisek a vizsgálat értékelését is zavarhatják azáltal, hogy a valószínűségszámítás folyamatát megzavarva, eltorzítják a képet vagy értelmezhetetlen műtermékeket okoznak. Hasonló okból jelenthetnek gondot a szemfestékben, tetoválásokban előforduló, vasoxid és mangán tartalmú festékszemcsék. A nagy mágneses térerő a személyzettől is komolyabb odafigyelést kíván, mert a vizsgálóhelyiségbe vitt fémtárgyakat, kulcsokat, fémkeretes szemüveget stb. a mágnes magához rántja, amitől a készülék megsérülhet. Egyes fémpénzek is elszabadulhatnak, a bankkártya pedig egyszerűen letörlődik.

A változó grádiens terek felfutása, néhány kHz-es pulzálása elektromos áramot indukál a legalább 20–30 cm hosszúságú, nem mágnesezhető vezetőkben is. A testben lévő elektródák, kanülök, katéterek mellett a hosszabb ér- és idegképletek is vezetőként viselkednek. A keletkező feszültség a fémes íz érzés, szikralátás mellett súlyosabb károkat, akár égési sérüléseket is okozhat, olykor keresztbevetett lábakon is. A nagyfeszültségű áramvezetékek környezetében kialakuló váltakozó mágneses térerő tartós hatása gyermekekben a leukaemia gyakoriságának növekedésével jár, azt azonban még nem tudjuk, támadhat-e ilyen késői következménye az MR-vizsgálatnak. Ismert, hogy a külső elektromágneses hatások annál jobban zavarják az élő szervezetek bioregulációs tevékenységét, minél közelebb esik frekvenciájuk a sejttevékenységből származó impulzusokéhoz. Az agyi elektromos hullámok 0,5–40 Hz frekvenciatartománya a diagnosztikai berendezésekétől szerencsére elég messze esik. Ugyanakkor a mágneses térerő váltakozása által az idegpályákon létrehozott elektromos feszültség mérhető hatást gyakorol az agyműködésre és befolyásolja az idegtevékenységet. A repetitív transcranialis mágneses stimulációt (rTMS) már eredményesen használják pszichés zavarok, főként depreszszió és schizophrenia kezelésére.

A rádiófrekvenciás impulzusok a testen keresztülhaladva ionizációt ugyan nem hoznak létre, de rezgésbe hozzák a vízmolekulákat, s – akárcsak a mikrohullámú sütők – hőt termelnek. Egy korszerű készülék rádiófrekvenciás tekercsének teljesítménye 5–35 kW, a megengedett maximális elnyelt teljesítmény 4 W/testsúlykg. Has vizsgálatkor legalább 70 W energia nyelődik el – épp ennyit ad le egy mikrohullámú sütő olvasztó fokozaton. Bár ennek egyelőre nem lehetett súlyosabb következményeit tapasztalni, a magzatvíz túlmelegedésének lehetőségére tekintettel azonban a terhesség első trimesterében jobbnak látszik kerülni az MR-vizsgálatot is.

Ezek a nem kívánt hatások azért érdemelnek figyelmet, mert az fMR mára a különböző kérgi területek működésének elemzésén túl a „neuromarketing” fontos eszköze lett: egészségesek agyműködését vizsgálják abból a célból, hogy megállapítsák: milyen márkát, illatot, formát, színt, ízt stb. kedvelnének. Ilyen módon egyes termékek piaci sikere előre programozható – ugyanakkor a vizsgálattal az adott egyén akarata ellenére, bármely eltitkolni kívánt vagy személyi jogvédelem alá eső dolgot (politikai rokonszenvet, vallási vagy szexuális irányultságot és hasonlókat) is ki lehet deríteni (92. ábra). A módszert az Egyesült Államokban hazugság-vizsgálatra is bevetik.

92. ábra. Neuromarketing. Egy személy agyának fMR-képe, ha egy közömbös témáról beszélgetnek vele (a), illetve ha a számára érzelmileg fontos – de felfedni nem kívánt – dologról, jelen esetben kokainról esik szó (b).

A teljesség igénye nélkül, inkább csak szemléltetésül kiragadott fenti példák talán érzékeltetik a képalkotáshoz használt energiaféleségek alkalmazásának lehetséges negatív biológiai hatásait. A képalkotó eljárások fizikai kockázatához természetesen hozzáadódnak a kontrasztanyagok kémiai, és a bejuttatásukhoz szükséges invazív ténykedések járulékos ártalmai, szövődményei is. Arra vonatkozóan, hogy a különböző képalkotó eljárások kedvezőtlen következményei egymással, a kontrasztanyagokkal, a betegben lévő gyógyszerekkel stb. milyen kölcsönhatást válthatnak ki, egyelőre nincsenek értékelhető adataink.

További kockázatok

Tevékenységének lehetséges, ismert kockázatairól a radiológus mindenkor köteles tájékoztatni betegét. Az UH-, CT- vagy MR-vizsgálatnak a fentieken túl vannak egészen sajátos mellékhatásai is. Ahogy ezeknek az eljárásoknak a felbontó képessége javul, úgy burjánzanak el a részletek a felvételeken, a készülékekből ömlő adatmennyiség hovatovább az orvos által feldolgozhatatlan mennyiségűvé válik. Alkalmanként meg az okoz bajt, hogy a CT előnyeiben bízva elmarad az egyszerűbb, de az adott kórkép kimutatására alkalmasabb vizsgálat (amilyen nyelőcső perforatióban a kontrasztnyeletés). Máskor viszont, mivel a vizsgált szervnél rendszerint nagyobb térfogatról kapunk kitűnő képeket, a környezetben nem is gyanított elváltozásokra bukkanhatunk. A vizsgálómód diagnosztikai előnye visszájára fordul, ha a sokszor tünetet, panaszt sem okozó melléklelet – mint amilyen egy néma epekő – alapján felesleges kezelésekre, műtétekre kerül sor.

A látottak helyes értelmezése szempontjából a legnagyobb kockázatot az jelenti, hogy a radiológus szinte már nem is látja azt, akit vizsgál: a technika eltakarja előle a beteget.

Kontrasztanyagok

Kontrasztanyagnak nevezzük az olyan vegyületeket, amelyek szervezetbe juttatva megváltoztatják a vizsgálni kívánt szerveknek vagy szöveteknek az adott képalkotó módszerrel elérhető jelszintjét s ezáltal javítják egyes képleteknek a környezettől való megkülönböztethetőségét.

A kontrasztanyagok lényegében véve gyógyszerek: csak akkor alkalmazhatjuk őket, ha a beteg érdeke feltétlenül megkívánja. Mivel egyes kontrasztanyagok kölcsönhatásba léphetnek bizonyos gyógyszerekkel (nem szteroid gyulladásgátlók, β-blokkolók, Cyclosporine® stb.), alkalmazásuk előtt annak biztonságosságáról is meg kell győződni.

Röntgen kontrasztanyagok

A röntgenvizsgálat a lágyrészek (máj, epeutak, erek, kötőszövet) között csak nagyon csekély mértékben képes különbséget tenni, ezért egy adott szerv közelebbi vizsgálata céljából szükség lehet olyan anyagok alkalmazására, melyek a szerv egészének, vagy valamelyik részének sugárelnyelő képességét megváltoztatják. Ezeket nevezzük röntgen kontrasztanyagoknak. A nagyobb szöveti kontraszt-felbontású CT-vizsgálat esetében is gyakran szorulunk ilyenek használatára az erek (pontosabban a bennük keringő vér) ábrázolása, az általuk átitatott szervek és elváltozások halmozás-dinamikájának megítélése, illetve a szövetek pontosabb jellemzése érdekében.

Negatív röntgen kontrasztanyagok

Negatív kontrasztanyagnak hívjuk azokat az anyagokat, amelyek környezetükhöz képest csökkentik a sugárgyengülést. Elvileg bármely gáz megfelelne a célra, a gyakorlatban legtöbbször mégis a levegőt alkalmazzuk. Régen különböző testüregek, így az agykamrák vagy a retroperitoneum feltöltésére is használták, ma azonban invazivitásuk és szövődményeik miatt ilyen vizsgálatokat már nem végzünk. Jelenleg a levegőt vagy szén-dioxidot leggyakrabban a kettőskontrasztos vizsgálatokban hasznosítjuk, amelyek során a vizsgálandó üreges szerv (gyomor-bélhuzam, húgyhólyag, egyes ízületek), illetve elváltozás, mondjuk cysta falát pozitív kontrasztanyaggal vonjuk be, üregét pedig gázzal töltjük ki.

Pozitív kontrasztanyag mellett valamilyen folyadék is lehet negatív kontrasztanyag. Vékonybél vizsgálatban egy síkos nyákképző anyag, a metil-cellulóz oldatát használjuk, CT-vizsgálathoz pedig, a gyomor-bélhuzam elkülönítésére, negatív kontrasztanyagként akár a víz is megfelel. A CT-vel végzett virtuális endoszkópiás vizsgálatra a vastagbélben mégis inkább a bőséges levegő befúvást választjuk, mert azzal a szerv és belseje között nagyobb elnyelődés-különbséget lehet elérni (93. ábra).

93. ábra. Virtuális colonoszkópia előkészítése. A kitisztított vastagbeleket levegővel jól ki kell tölteni ahhoz, hogy értékelhető eredményt kapjunk. A levegő egy része visszajutott a vékonybelekbe is, szemléltetve a belek szokásos elhelyezkedését a hasban. (CT-vizsgálatkor nincs lehetőség a szokásos gonád-takarásra).

Nem kívánt hatások

A levegő alkalmazása kontraindikált, ha érpályába kerülés lehetősége miatt légembólia veszélye áll fenn. Ha a vizsgálandó szakaszon vérzésforrás, kiterjedt fekélyes folyamat vagy széteső tumor gyanítható, kettőskontrasztos vizsgálattól, a levegő befúvásától tartózkodni kell.

Pozitív röntgen kontrasztanyagok

A pozitív kontrasztanyagok magas rendszámú elemet – báriumot, jódot – tartalmazó vegyületek, melyek a szervezet ábrázolni kívánt területeinek sugárelnyelését növelik.

Bárium-szulfát

Ez a rendkívül erőteljes sugárelnyelésű vegyület vízben és gyomorsavban oldhatatlan, ezért sem a belekből, sem a szövetek közül nem szívódik fel. Vegyileg teljesen közömbös, a vízoldékony bárium vegyületektől eltérően nem mérgező. Különböző sűrűségű vizes szuszpenzióját kizárólag a tápcsatorna vizsgálatához használjuk. A készítmény állandóságát, nyúlékonyságát, tapadósságát adalékanyagokkal javítják, ezáltal nemcsak a vizsgált bélhuzam teljes kitöltésére, hanem kettőskontrasztos eljárásokban a nyálkahártya finom részleteinek kirajzolására is alkalmassá válik.

A bárium-szulfát szájon át való alkalmazásának előfeltétele, hogy a beteg éhgyomorral legyen, a vizsgálat előtti estétől kezdve ne egyen és ne is igyon. A kellemetlen vagus-reakciók (szédülés, bradycardia, hypotensio) csökkentése végett célszerű a kontrasztanyagot hűtve itatni – ami egyébként a bélmozgások gyorsításával a vizsgálati időt is rövidíti. Vastagbél vizsgálatra testhőmérsékletű beöntést adunk, mert ezt könnyebben viseli el a beteg és a belek görcskészsége is kevésbé zavarja a vizsgálatot.

A gyomor-bélhuzamba juttatott bárium-szulfát elég gyakran székrekedést okoz, ezért nagyobb mennyiséget idős, legyengült betegeknek vagy ileus gyanújában ne adjunk. A bárium-szulfáttal végzett szív-, nyelés-, gyomor-bél és beöntéses vizsgálat után visszamaradt kontrasztanyag még napokig zavarhatja egyéb hasi vizsgálatok (CT, angiográfia, esetleg kiválasztásos urográfia) értékelését, a vizsgálati taktika kialakítása során erre az eshetőségre okvetlenül gondolni kell.

A teljes kitöltéssel végzett vizsgálat mindig az adott szakasz öntvényképét, belső felszínének lenyomatát mutatja. Az ún. kettőskontrasztos vizsgálatok során, annak érdekében, hogy üvegszerűen áttetsző képet kapjunk, a nyeletéssel vagy szondán át bejuttatott kevés, tapadós bárium-pép mellett levegőt, esetleg szén-dioxidot is befúvunk a szerv üregének kitágítása végett. A bárium vékony rétegben bevonja a vizsgált szakasz falát, amivel a bejuttatott levegő remek kontrasztot képez. A vékonybélben negatív kontrasztanyagként metil-cellulóz-oldatot alkalmazunk, mert a betegek jobban tűrik a folyadékot, mint a gáz feszítését és nem is mossa le olyan könnyen a báriumot, mint a víz (94. ábra).

94. ábra. Szelektív enterogram. A vékonybeleket ellazítás után kettőskontrasztos technikával, szondán keresztül báriummal és metil-cellulóz oldattal töltötték fel.

A has CT vizsgálata során a szájon át, illetve beöntés formájában adott bárium-szuszpenzió már hígítva is jó kontrasztot ad, egy korábbi vizsgálatból visszamaradt, besűrűsödött bárium-pép azonban zavaró műtermékeket képez. A virtuális colonoszkópiát 1-2 nappal megelőzően fogyasztott kontrasztanyag viszont elkeveredik a bélsárral, így erőteljes árnyékuknak köszönhetően a széklet-labdacsok jól elkülönülnek a kocsányos daganatoktól. Erős árnyékuknak köszönhetően, a képfeldolgozás során ki is vághatók a képből, a beteget nagyon megviselő béltisztítás tehát a virtuális colonoszkópiás szűrővizsgálat előtt akár el is maradhat.

A bárium-szulfát nem kívánt hatásai

Varix, ulcus vagy tumor vérzésének gyanújában, embolisatio veszélye miatt a bárium-szulfát sem szájon át, sem beöntésben nem alkalmazható. Ha nyelőcső vagy gyomor-bél átfúródás vizsgálata során azzal kell számolnunk, hogy kontrasztanyag kerülhet valamely testüregbe vagy a szövetek közé, a kilépést először vízoldékony jódos kontrasztanyaggal kíséreljük meg kimutatni. Ennek kudarca esetén – amennyiben a klinikai gyanú továbbra is fennáll – a jobb eredménnyel kecsegtető báriumos vizsgálatot kell elvégezni. Ha nincs átfúródás, a bárium nem okoz bajt. Ha van, baktériumok mindenképpen kijutnak és a fertőzés veszélye miatt azonnali műtéti feltárás indokolt, ennek során pedig a kijutott kontrasztanyagot kimossák. A szövetek közé kerülő bárium-szulfát mint idegentest, bizonyos mértékig leköti a szervezet védekező képességét és a későbbiekben esetleg granulomatosus gyulladást, a savós hártyákon összenövéseket, letapadásokat hozhat létre. Az ilyen szövődmények veszélye azonban elenyésző az elnézett átfúródás talaján, hevenyen kialakuló, életveszélyes mediastinalis tályog, peritonitis vagy sepsis kockázatához képest.

A félrenyelt bárium-szulfát a hörgőrendszerben is irritatiót, gyulladást kelthet, ami azonban jóval enyhébb annál, amit a táplálék vagy gyomornedv aspiratiója okoz. A köhögés és a csillószőrös hengerhám takarító tevékenysége rendszerint gyorsan és maradéktalanul eltávolítja a kontrasztanyagot (95. ábra).

95. ábra. Bárium-szulfát aspiratio. Nyelőcső daganat átfúródása következtében a lenyelt kontrasztanyag az alsó lebenyhörgőkbe jutott.

Jódtartalmú kontrasztanyagok

A jódtartalmú kontrasztanyagok mind az üreges szervek (tápcsatorna, erek, liquor-tér), mind a szövetek (extracellularis folyadékterek) megjelenítésére alkalmasak. Ezek a vegyületek benzol-gyűrűből és a hozzá kapcsolt 3 jód-atomból, valamint egy szerves komponensből állnak. Az utóbbi tulajdonságaitól függően lesz a molekula zsír-, illetve vízoldékony, azaz lipophil vagy hydrophil.

A zsíroldékony Lipiodol Ultrafluid® a nyirokerek-nyirokcsomók vizsgálatára, azaz lymphográfiára használható. Túl gyors befecskendezése pulmonalis microembolisatiót okozhat. Az olajcseppeknek a kapillárisokban való elakadását gyógyító célra, a máj gócos térfoglaló folyamatainak szelektív cytostatikus chemoembolisatiójára is igénybe vehetjük (96. ábra).

96. ábra. Transarterialis chemoembolisatio. A cytostatikum tartós helyhez kötését olajos kontrasztanyag embolisatióval lehet elérni.

A vízoldékony kontrasztanyagoknak két csoportja van:

A ma már alig használt hepatotropkontrasztanyagok molekuláit, fehérjékhez való erős kötődésüknek köszönhetően a máj választja ki s ennek megfelelően az epe sugárelnyelését fokozzák. Intravénásan, esetleg per os bejuttatva az epehólyagban koncentrálódnak, majd a besűrűsödött epével a duodenumba ürülnek (97. ábra).

97. ábra. Per os cholecystogram. Egy özvegyasszony hengerded epehólyagja, fundusában jókora negatív kővel. Az epeutak csak halványan rajzolódnak ki (nyíl).

A vesén át kiürülő nephrotrop kontrasztanyagok közül a régebbi fejlesztésű molekulák oldatban sóként viselkednek (ionos kontrasztanyagok), nátriumra és a jódot hordozó szerves összetevőre bomlanak, ozmotikus aktivitásuk mintegy hatszorosa a vérszéruménak. Jó kontrasztot adnak, olcsók, de viszonylag sok mellékhatásuk van. A korszerűbb, nem ionos kontrasztanyagok alacsony ozmolaritásúak, ugyanakkora jódmennyiséget harmadannyi ozmotikus terhelés mellett visznek oldatba, mint ionos változataik. Azonos kontrasztfokozás mellett mintegy 80%-kal kevesebb mellékhatást váltanak ki, viszont jóval drágábbak. A vizsgálat típusa, illetve a beteg állapota dönti el, hogy mikor melyik kontrasztféleséget választjuk.

A nephrotrop kontrasztanyagok több célra is felhasználhatók, a hagyományos radiológiában elsősorban a különböző szervek üregének kitöltésére szolgálnak. A keringésbe juttatva az érrendszert ábrázolják, de a vér áramlása következtében rövidebb-hosszabb idő alatt kimosódnak az artériás vagy vénás ágakból, ezért a felvételek gondos időzítésére, sorozatfelvételek készítésére vagyunk utalva. A felhígulásból adódó gyenge árnyékképzés megelőzésére, a veseműködés vagy az erek megítélése céljából viszonylag kis mennyiségű, de nagy töménységű kontrasztanyagot kell bejuttatni, rövid idő alatt. Bár a hajszálereken való áthaladás idején, az ún. parenchymás fázisban kilépnek az extracelluláris térbe is, árnyékuk azonban itt túlságosan halvány ahhoz, hogy szummációs röntgenképen a szervek szöveti állománya megbízhatóan értékelhető legyen. Intravénás befecskendezést követően a vizelettel ürülő molekulák a vese-üregrendszer, ureterek, hólyag megjelenítésére alkalmasak. Itatással vagy beöntéssel a tápcsatorna gyors áttekintésére használhatók ugyan, de nem tapadnak meg a bélfalon és a bélmozgásokat is serkentik, ezért tüzetesebb vizsgálatra nem valók. Ugyanakkor a jódos kontrasztanyagokat vetjük be először, ha a tápcsatorna átfúródásakor a kontrasztanyag szövetek közé vagy a hasüregbe kerülhet, mivel a savós hártyákról és a sejtközötti terekből vissza is szívódnak. Néha magát az átfúródást nem találjuk meg, a vese üregrendszerének ábrázolódása azonban megerősíti annak fennállását. A jódos kontrasztanyagokat egyéb célokra is használhatjuk, amikor vízoldékony, felszívódó anyagra van szükség, mint fistulográfia, arthrográfia, sialográfia stb. készítésekor.

Érpályába fecskendezéssel járó kontrasztanyagos vizsgálatok előtt a mellékhatások megelőzése érdekében a beteg 6-8 órát éhezzen, hogy a vizsgálat idejére a gyomra kiürüljön, ugyanakkor ügyelni kell arra, hogy a beteg nehogy kiszáradjon.

Kontrasztfokozás

A CT-diagnosztikában – a röntgenvizsgálatoktól eltérően, ahol a kontrasztanyagok elsősorban közvetlen környezetüket(a gyomor-bélhuzam, erek stb. belsejét) ábrázolják – a jódos kontrasztanyagoknak azt a tulajdonságát használjuk ki leginkább, hogy a vénás beadást követően (a szövetek vérellátásától, illetve a kapillárisok falának áteresztőképességétől függő mértékben) a parenchymás fázisban elárasztják a szervet, majd kijutnak az extracelluláris térbe és magukban a szövetekben befolyásolják a sugárgyengülést. A kontrasztfokozássorána jódtartalmú molekuláknak az egyes területeken bekövetkező, önmagában csekély mértékű dúsulása a nagy kontraszt felbontású CT-felvételeken egyértelmű denzitás növekedésként mutatkozik meg (98. ábra). Annak érdekében, hogy a kontrasztanyag szöveti jelenlétét a vizsgálat teljes tartamára biztosítani tudjuk, alacsonyabb töménységű szerből nagy mennyiséget kell bejuttatni. A kontrasztfokozás kitűnően használható a különböző szervek vérátáramlásának megítélésére, illetve a vér-agy gát esetleges károsodásának felderítésére. Az agyban ugyanis a kontrasztanyag molekulák csak ott jutnak keresztül a vér-agy gáton, ahol az egy daganat vagy fertőzés helyén áteresztővé vált.

98. ábra. Kontrasztfokozás. Natív felvétel után (felső sor) a kontrasztanyag beadását követően végzett, ismételt letapogatás érzékelteti, hogy az ép és a (bekarikázott) kóros májszövet milyen ütemben és mértékben itatódik át kontrasztanyaggal (középső-alsó sor).

Halmozás-dinamika

Kóros területen a kontraszthalmozás időbeli alakulása, halmozás-dinamikájaannak megállapításában segít, hogy egy folyamat honnan kap vért, milyen az elfolyása, mekkora a különböző részek vérellátása stb. Korai kontraszthalmozást mutatnak a bőven erezett, gyulladt folyamatok. Késői halmozás kapilláris vagy vénás elhelyezkedésben, pangásban, extravascularis kilépésben vagy olyankor jelentkezik, ha a kontrasztanyag első útja nem közvetlenül a céltérfogatba vezetett. Tüdőben lévő elváltozások mind az a. pulmonalis, mind az a. bronchialis felől, májdaganatok az a. hepatica vagy v. portae irányából egyaránt kaphatnak vért. Ezek ábrázolásában fontos szerepe van annak, hogy a befecskendezést követően mikorra időzítjük a felvételeket. Még érzékenyebb a megjelenítés, ha gyors készülékkel ugyanarról a területről, egymás után, ismételten tudunk adatokat gyűjteni.

A kontraszthalmozás térbeli alakulása arról ad képet, hogy a kontrasztanyag megoszlása a vizsgált szövetekben egyenletes, homogén, vagy valamilyen okból (idegen szövet jelenléte, csökkent vagy fokozott vérátmosás) egyenetlen, inhomogén.

A CT-képek értelmezését jelentősen megkönnyíti, ha az egyébként a vizsgálat szempontjából érdektelen, de zavaró képleteket kontraszttöltéssel azonosítjuk. A has vizsgálata előtt abból a célból, hogy a beleket a nyirokcsomóktól, haematomától, tályogtól vagy daganatoktól jobban meg tudjuk különböztetni, a beteggel 2–5%-os hígítású jódos kontrasztanyagot itatunk.

A jódos kontrasztanyagok alkalmazásának helyes klinikai gyakorlata

Kockázatok tekintetében elsősorban a gyógyszer-allergiára, főként pedig kontrasztanyag túlérzékenységre utaló kórelőzményi adatok növelik a szövődmények fellépésének valószínűségét. Ilyen esetekben célszerű a kontraszt-befecskendezést igénylő vizsgálat helyett az UH, esetleg az MR kínálta lehetőségekkel élni. Ha tudjuk, hogy pontosan melyik kontrasztanyaggal szemben áll fenn a túlérzékenység, más típusú kontrasztanyaggal a vizsgálat – fokozott óvatosság mellett – rendszerint baj nélkül elvégezhető. A komolyabb kockázatú, idős, rossz általános állapotú betegek esetében, illetve amikor a kórelőzmény ismeretlen (eszméletlen sérültek, gyermekek vagy szellemi fogyatékosok), törekedni kell alacsony ozmolaritású kontrasztanyag használatára, mert ezeknek jóval kevesebb a mellékhatásuk.

Ellenjavallt a jódos kontrasztanyag intravénás alkalmazása vese- és májelégtelenségben, súlyos hyperthyreosisban, paraproteinaemiában. A terhesség, véres liquorral járó akut agyi történés relatív ellenjavallatot képez. Pangásos szívbetegségben, tetaniában, epilepsiában, krónikus alkoholizmusban, drogfüggőségben, shock-ban már eleve vénás kanül behelyezésével, esetleg gyógyszeres védelemmel készülünk a várható reakciókra. Ha rossz vesefunkció ellenére semmiképp sem hagyható el a kontrasztanyag befecskendezés, vizsgálat után dialízist kell végezni.

A szövődmények kialakulásának valószínűsége a fejlesztések eredményeképpen mind kisebb kockázatú, korszerű, alacsony ozmolaritású kontrasztanyagok alkalmazása mellett a beteg folyadéktereinek előzetes feltöltésével jelentősen csökkenthető.

A jódos kontrasztanyagok nem kívánt hatásai

A kontrasztanyagok – fizikai és kémiai tulajdonságaikból adódóan – számos mellékhatás, szövődmény kialakulásáért lehetnek felelősek. Nem kívánt reakciók kialakulására a vizsgálatok közel 5%-ában számíthatunk, ezek többnyire egészen enyhék. A szövődményes esetek közül mintegy minden huszadikban azonban súlyos, életveszélyes helyzetek is kialakulhatnak. A halálos kimenetel gyakorisága 1:40 000 körül van. Fokozottan veszélyeztetettnek kell tekinteni az 1 évesnél fiatalabb és a 60 évesnél idősebb betegeket, valamint azokat, akiknek allergiás kórelőzményük van, asthmában, szív- vagy cukorbetegségben szenvednek, vagy rossz a vesefunkciójuk. Komoly odafigyelést igényel az is, ha valakinek pitvar fibrillációja vagy súlyosabb ritmuszavara van.

A nem kívánt hatások eléggé eltérőek, attól függően, hogy a kontrasztanyagot hová adjuk. Olyan testüregekbe (hüvelybe, húgyhólyagba, mirigyjáratokba) kerülve, ahonnan nem szívódik fel és a kíméletes ténykedésnek köszönhetően szövetek közé vagy erekbe sem kerülhet be kontrasztanyag, túlérzékenységi reakciót nem, legfeljebb helyi izgalmat vált ki. A bélrendszerbe juttatott, nagy mennyiségű, tömény, jódos kontrasztanyag vizet von el a bélfalból, ami könnyen felborítja a csecsemők vagy elesett, idős betegek só-víz háztartását, s ezzel hypovolaemiához, shock-hoz, sőt görcsökhöz, szívmegálláshoz vezethet. Kisebb mennyiségben élénkíti a bélmozgást, ami egyrészről gyorsítja a vizsgálatot, másrészt azonban hascsikarást, hasmenést is okozhat. A kontrasztanyagnak ez a bélmozgató hatása egyébként postoperativ paralytikus ileusban kifejezetten üdvös, adott esetben meg is oldja azt. Itatáskor arra is ügyelni kell, hogy hörgőkbe, tüdőbe jutva a tömény jódos kontrasztanyag félrenyelése erős köhögést, nagyobb mennyiségben esetleg tüdő oedemát vagy kémiai pneumonitist válthat ki. A nem kifejezetten erre a célra kifejlesztett kontrasztanyagok a liquor-térbe kerülve fejfájást, heves görcsöket, légzésbénulást okozhatnak.

A nem kívánt hatások tekintetében legnagyobb jelentősége a keringésbevagya szövetek közé került kontrasztanyagoknak van. Súlyosságuk alapján a következményeket két nagy csoportba oszthatjuk.

Mellékhatások

Az enyhébb következmények döntően a kontrasztanyagok ozmotikus hatása következtében lépnek fel, rendszerint rövid időtartamúak és maguktól megszűnnek. Leggyakrabban a beadás helyén, illetve attól a véráramlás irányában haladó melegség-érzés, szájszárazság, fémes íz-érzés, bőségesebb vizeletkiválasztás, vizelési inger, artériás adagolás esetén perifériás érgörcs szokott előfordulni. Vagus-hatásra szédülés, hypotensio, bradycardia jelentkezhet.

Szövődmények

Súlyosabb következmények a kontrasztanyagok ozmotikus, ionos vagy kémiai tulajdonságaiból adódnak, amelyek az esetek jelentős hányadában, különböző arányú együtthatásban érvényesülnek.

Ozmotoxikus hatásként az általában erős aktivitással rendelkező ionos kontrasztanyagok a vörösvértesteket és az endotheliumot károsítják (99. ábra). Ennek megnyilvánulása a beadás helyén kialakuló érbelhártya-sérülés, (thrombo-) phlebitis, vasculitis, illetve a beadás helyétől független, távoli thrombosis. Az ér mellé történő befecskendezés gyulladásos jelenségeket, szövetkárosodást, elhalást válthat ki. Minél töményebb és minél nagyobb mennyiségű kontrasztanyagot használunk, annál nagyobb a kockázat. Az alkalmazási területtől és ozmotikus viszonyoktól függő folyadéktér áthelyeződés következtében hypotensio és bradycardia léphet fel. Ezek a szövődmények a betegek vízháztartásának előzetes rendezésével, illetve alacsony ozmolaritású kontrasztanyagok használatával megelőzhetők. Bár az utóbbiak a súlyos reakciók előfordulását csökkentik, a halálos szövődmények gyakoriságát ez nem befolyásolja.

99. ábra. Kontrasztanyagok hatása a vörösvértestekre. Élettani ozmotikus viszonyok között a vértestecskék szabályos fánk alakúak, felszínük sima (a). Ionos kontrasztanyag hatására töppedni, ráncosodni kezdenek (b). Nagy ozmotikus aktivitású közegben annyira összezsugorodnak, hogy felszínük bogáncsszerűvé válik (c).

Az ion-toxicitás, a túlságosan erős ion-hatás azért és ott érvényesülhet, ahol – jelentős viszkozitásuk folytán – a kontrasztanyagok a vérrel nem keverednek el eléggé. A még fel nem hígult kontrasztanyagnak a vérétől eltérő ionsűrűsége leginkább akkor okoz gondot, ha oda kerül, ahol közvetlenül befolyásolhatja az idegek elektromos tevékenységét. Az ionok képesek megzavarni a sinus-csomó vagy a nyúltagy területén az ingerképzést és ingerületvezetést, emiatt arrhythmia, görcsroham, légzésbénulás, szívmegállás következhet be. Ezeket a tüneteket jellegüknek megfelelően, az intenzív terápia, illetve az újraélesztés szabályai szerint kell kezelni.

Az ozmo- és ion-toxicitás mellett, minden egyes kontrasztanyagnak a molekula sajátos vegyi szerkezetétől függő, kemotoxikus hatása is van. A kémiai eredetű szöveti ártalmak közül a legkomolyabb a tubularis vesekárosodás. A nephrotoxikus szövődmény, az ozmotikushoz hasonlóan, dózisfüggő. Akut veseelégtelenség fellépésével akkor kell számolnunk, ha a betegnek kiterjedt perifériás érbetegsége, súlyos hypertoniája, szívelégtelensége vagy diabetikus nephropathiája van, esetleg kiszáradt – főként pedig akkor, ha a szérum kreatinin érték több mint 200 µmol/l. Nephrotoxicitással mind gyakrabban találkozunk, hiszen egyre több olyan beteg kap nagy mennyiségű kontrasztanyagot angiocardiográfia, katéteres koszorúér-tágítás vagy más, intravascularis intervenció alatt – amire pedig éppen azért kerül sor, mert túl idősek és túlságosan rossz állapotban vannak egy műtét elviselésére. A 70 év feletti életkor, vagy nem szteroid gyulladásgátlókkal való kezelés rontja a beteg kilátásait.

A túlérzékenységi (anaphylactoid) reakciók az adott kontrasztanyag molekulának nem a fizikai vagy kémiai tulajdonságai, hanem sajátos biológiai reakciókat elindító, allergénszerű hatására lépnek fel. Az intra- vagy extravascularis terekbe jutó kontrasztanyag ún. allergoid reakciót válthat ki, ami hisztamin hatásra utal: az arteriolák és hajszálerek kitágulnak, az érfalak átjárhatósága megnő és plazma áramlik ki a szövetek közé. Részben emiatt, részben a venulák görcse következtében a vér besűrűsödik, hypovolaemia alakul ki. Ezekhez bronchus-görcs és a hörgők nyálkahártyájának duzzanata társul. Az állapotot görcsrohamok és ritmuszavarok súlyosbíthatják. Az ilyen jellegű válaszreakciókat szokás „jódallergiaként” emlegetni, holott nem a jód okozza és nem is allergiáról van szó. A túlérzékenységet a jódot hordozó szerves molekula váltja ki, ami a különböző kontrasztanyagokban eléggé eltérő szerkezetű. A válaszreakció lefolyása az allergiás válasznak megfelelő, azzal a lényeges különbséggel, hogy a túlérzékenységi reakció kialakulásához nincs szükség allergizálódásra, vagyis az allergénnel való előzetes találkozásra. Az anaphylactoidfolyamat már a kontrasztanyaggal való legelső érintkezéskor is megindulhat, súlyossága pedig egyáltalán nem függ az alkalmazott dózistól. A próba-injekció ilyenképpen értelmetlen, sőt adott esetben éppoly kockázatos lehet, mint maga a tényleges vizsgálat.

A jódos kontrasztanyagok mellékhatásainak és szövődményeinek ellátása

A nem kívánt reakciók kezelése a tünetek súlyosságától függ. Ha a reakció viszonylag enyhe, bőrviszketés, urticariák, émelygés, hányás, szédülés, vérnyomás ingadozás, köhögés, tachycardia és tachypnoe észlelhető. Ezek többnyire maguktól is elmúlnak, nincs szükség orvosi közreműködésre. Az asszisztens első tennivalója a beteg megnyugtatása, hiszen az előjelek alapján rosszat sejtő beteg panaszait, sőt tüneteit a szorongás súlyosbítja. Borogatás vagy jégtömlő felhelyezés, esetleg hisztamin-blokkolók (Tavegyl®, Cimetidin®) per os adagolása rendszerint megszünteti a tüneteket. Vérnyomáseséskor a beteg lábait emeljük magasra, ezzel mintegy 700 ml vért juttatunk vissza a keringésbe.

Közepesen súlyos reakció következtében collapsus, gége-vizenyő, hörgő spasmus lép fel, ilyenkor már orvosi beavatkozás – parenteralis antihistamin (Pipolphen®) és kalcium (Calcimusc®) adás – szükséges. A bronchospasmus β2-agonista (Bricanyl® vagy Intal®) spray belélegeztetésével, esetleg Diaphyllin® iv. adásával oldható.

A legsúlyosabb tünetek – asthmás roham, az egész test kivörösödése, kiterjedt angiooedema, bronchus oedema, görcsök, hypotensio, tachy- majd bradycardia, hányás és hasmenés, végül anaphylactoid shock – fellépésére nagyjából minden ezredik esetben számíthatunk. Intravénás Tonogen®, esetleg H2-antagonista (Zantac®) befecskendezés mellett bőséges fiziológiás só vagy méginkább kolloid (Rheomacrodex®) infúzió azonnali bekötésével egyidejűleg intenzív terápiás segítséget kell kérni. Oxigén-maszk, esetleg gépi lélegeztetés vagy altatás bevezetése szükséges lehet. Újraélesztésre is kényszerülhetünk, ami azonban ha ritkán is, de – minden 40-50 000 eset közül egyben – sikertelen maradhat. Az intravénásán adagolt corticoszteroidok önmagukban, lassabb hatásmechanizmusuk következtében, nem alkalmasak az akut, életveszélyes állapot kezelésére.

Ultrahang kontrasztanyagok

Az erősen hangvisszaverő levegő, zsír és csont kivételével a test többi szövetének akusztikus tulajdonságai meglehetősen közel állnak egymáshoz, ezért kívánatos, hogy a közöttük lévő határfelületekről érkező visszhangot erősíteni tudjuk. A szöveti kontraszt javítására olyan anyagok alkalmasak, amelyekről a hanghullámok jobban verődnek vissza, mint az eredeti szövetről, vagyis reflexiófokozó hatásuk van. Segítségükkel kedvezőbb lesz a jel/zaj arány és a felbontás, jobban vizsgálható a vér áramlása a szívben és az erekben, illetve jobban megítélhető bizonyos elváltozások erezettsége, vérátáramlása is. Kontrasztanyag segítségével a mélyebben fekvő erekről is jó áramlási jeleket lehet felfogni, így rejtettebb helyzetű elváltozásokról, daganatokról is képet kaphatunk. Alkalmazásuk különösen a szegényes perfúziójú, lassú véráramlású érterületeken előnyös.

Az UH-kontrasztanyagok lényegében apró gázbuborékok, amelyeket hosszabb időn keresztül való fennmaradásuk, illetve az érpályába való szövődménymentes beadhatóságuk érdekében valamilyen hordozó molekulához kötnek. A leggyakrabban használt buborék-hordozó, a galaktóz, a szervezetben egyébként is előforduló, nehezen oldódó tejcukor származék. Felrázott szuszpenziójában nagyjából a vörösvértestek méretével összevethető nagyságú és kellő állékonyságú buborékok képződnek, amelyek a bal szívfél, a nagyvérkör mélyebben fekvő ereinek vizsgálatát, illetve az általuk ellátott szervek ischaemiás vagy elhalt, esetleg daganatos területeinek kimutatását is lehetővé teszik. A buborék nagysága és tartóssága határozza meg, hogy az intravénásan beadott anyag keresztüljut-e a tüdő-kapillárisokon, és eljut-e egészben a nagyvérkör vizsgálni kívánt területeire. A nagyobb méretű vagy lazábban kötött részecskék csak a jobb szívfél vizsgálatára használhatók: átmenetileg felerősítik a szívből és a nagyobb erekből érkező jeleket.

Az albuminhoz kötött, ún. transpulmonalis kontrasztanyagok azon túl, hogy átjutnak a nagyvérkörbe, ki is lépnek az extracelluláris térbe, majd a májban raktározódnak és végül a vesén át választódnak ki. Az ilyen kontrasztanyag elsősorban a tömör hasi zsigerek, főként a máj vizsgálatát, az abban található elváltozások felismerését segíti. A natív UH-vizsgálattal májjal azonos echogenitású áttétek a kontraszt befecskendezés után fokozódó reflektivitású ép szövetben echószegény gócokként tűnnek fel.

Megfelelő molekulákhoz, általában fehérjékhez kötve a kontrasztanyagok megoszlása kifejezetten szerv-specifikussá is tehető. Ilyen módon leginkább a májszövet kóros eltéréseinek hosszabb időn át történő megfigyelését lehet biztosítani.

Az UH-kontrasztanyagok nem kívánt hatásai

Az érpályába adást követően a kontrasztanyag ozmotikus aktivitása folytán átmeneti vérnyomás- vagy pulzusszám ingadozást, szédülést, hányingert okozhat. Beadását kerülni kell súlyos szívbetegségben, keringési elégtelenségben, valamint myocardialis infarctust követő 2 héten belül. Használatuk galactosaemiában, illetve a pulmonalis kapilláris hálózat átmeneti, részleges eltömeszelése miatt súlyos obstruktív tüdőbetegségben, pulmonalis hypertensióban, cor pulmonale-ban ellenjavallt.

Mágnesrezonanciás kontrasztanyagok

Az MR-kontrasztanyagok értelemszerűen a szövetek mágneses tulajdonságait módosítják. Ezek olyan vegyületek, amelyek képesek befolyásolni a környezetükben lévő molekulák mágneses jellemzőit, meg tudják változtatni bizonyos folyadékterekben vagy szöveteken lévő protonok relaxációs idejét. Segítségükkel növelhető a szövetek mágneses mutatói közötti eltérés, ami által könnyebben tudjuk megkülönböztetni őket.

Mágnesesség szempontjából az anyagokat három – diamagnetikus, paramagnetikus, szuperparamagnetikus – csoportra oszthatjuk, ezek közül kontrasztanyag céljára az utóbbi két csoportba tartozók felelnek meg.

Az ún. paramágneses anyagok eredendően nem mágneses tulajdonságúak, de egy külső mágneses tér hatását erősíteni képesek. Ilyen a ritka földfémek közé tartozó gadolínium, amely főként a T1 időt rövidíti, ezáltal a kontrasztanyagot halmozó területek jelintenzitása a T1 súlyozott képeken növekszik („pozitív” kontrasztanyagok). A gadolínium önmagában erősen toxikus, ezért csak kelát-kötésekbe burkolva fecskendezhető be intravénásan. Ezek a vegyületek a vízoldékony jódos kontrasztanyagokhoz hasonlóan, hamar szétoszlanak az extracelluláris terekben. A vér-agy gát sérülésekor éppúgy kilépnek a szövetek közé, mint a jódos kontrasztanyagok. A következményes kontraszt-halmozás jelentősen biztosabbá teszi a daganatok és áttétek felismerését, de gyulladásos folyamatokra vagy elhalásokra is felhívhatják a figyelmet (100. ábra). A vesén keresztül választódnak ki, emiatt az üregrendszeris kirajzolódik.

100. ábra. Pozitív kontraszthalmozás. Natív MR-felvételen bal oldali, hatalmas, mélyen ülő, a környezetnél alacsonyabb jelintenzitású idegen szövet látszik (a). A kontrasztanyagot a daganat szabálytalan szerkezettel, egyenetlenül halmozza, ami kifejezett rosszindulatúság mellett szól (b).

Egyes kontrasztféleségek a vérbe jutva gyorsan fehérjékhez kötődnek, így a molekulák elég nagyok lesznek ahhoz, hogy ne tudjanak kilépni az érpályából. Ezzel a teljes vérmenyiség hosszasabb megfigyelésére, az artériás és vénás hálózat egyidejű ábrázolására válnak alkalmassá. A molekulák egyszersmind elég kicsik ahhoz, hogy a vesén keresztül, glomeruláris filtrációval kiürülhessenek.

Léteznek nem gadolínium, hanem mangán-alapú, szövet- (főként májsejt) specifikus T1 kontrasztanyagok is, melyek csak az adott szövetekben, pontosabban sejtekben kötődnek meg egy időre.

Annak érdekében, hogy egy befecskendezéssel CT- és MR-vizsgálatot is lehessen végezni, újabban gadolíniumot és jódot egy molekulán belül egyesítő, hibrid kontrasztanyagot is előállítanak.

A szuperparamágneses tulajdonságú anyagok (különböző vasoxidok) ott, ahol halmozódnak, a T2 idő rövidítésével a környezethez képest jelentősen csökkentik a jelintenzitást („negatív” kontrasztanyagok). Felhasználásukkal intravénásan adható kontrasztanyagok, köztük szövetspecifikus anyagok is készülnek. Az ép nyirokcsomó makrofágjai és RES-sejtjei felveszik a kis molekulasúlyú dextránvázba csomagolt vasoxid részecskéket (101. ábra). Ennek megfelelően, MR-lymphográfia során az 1 cm-nél kisebb nyirokcsomók egyenetlen jeladása már nagyon korai szakban jelezheti az áttéteket. Hasi vizsgálatok során a belek elkülönítése a többi szervtől, nyirokcsomótól perdöntő, ezért – éppúgy, mint CT-vizsgálatnál – szájon át bevitt kontrasztanyagra is szükség lehet. A háromvegyértékű vas oxidja alkalmas erre a célra, akárcsak bármelyik gáz, amelyik nem tartalmaz hidrogént – a betegek azonban szívesebben veszik a folyadékitatást, mint a vékonybelek gáztöltését. A „negatív” kontrasztanyagok közül a különösen kellemesnek találják a feketeáfonya vasban és mangánban gazdag levét. Ha beválik, minden bizonnyal ez lesz a legártalmatlanabb és legkedveltebb kontrasztanyag.

101. ábra. Negatív kontraszthalmozás. A ferri-oxid tartalmú anyagot az ép májszövet veszi fel, a kontrasztos statisztikai térképen (jobbról) a daganat kiesésként jelenik meg.

A pozitív és negatív MR-kontrasztanyagok együttes adásával nem üreges szervek – elsősorban a máj – kettőskontrasztos jellegű vizsgálatára is lehetőség nyílik.

Az MR-kontrasztanyagok nem kívánt hatásai

Az MR-kontrasztanyagok mellékhatásai (hányinger, hányás, csalánkiütés, hörgőgörcs, kivételesen anaphylactoid shock) hasonlítanak a röntgen-kontrasztanyagokéra. A dózis-függő ozmo- és ion-toxicitás kockázata a jódos kontrasztanyagokéhoz képest elenyésző, mivel a módszer igen jó kontraszt felbontása következtében sokkal kevesebbet (testsúlykilogramonként többnyire csupán néhány tized ml-t) használunk. A mellékhatások ritkábban, az esetek mintegy 2–3%-ában fordulnak elő és enyhébbek is. A szövődmények gyakorisága nagyjából 1:750. A terhesség, szoptatás és különösen a veseelégtelenség gadolínium-tartalmú kontrasztanyag alkalmazásának relatív kontraindikációját képezi. Súlyos vesekárosodásban ugyanis a gadolíniumot tartalmazó kontrasztanyagok kockázati tényezőt jelentenek bizonyos bőrelváltozással és kötőszöveti felszaporodással járó betegségek, illetve a gyógyíthatatlan, szisztémás nephrogén fibrosis kialakulásában.

Felelősség

A jelentéktelennek semmiképpen sem minősíthető kockázatok miatt a kontrasztanyagok beadásához kötött vizsgálatot indikálóorvos felelőssége komoly. Mivel egyedi esetekre vonatkozóan a kockázat előre nem mérhető fel kellő mértékig, kontrasztanyagot igénylő diagnosztikai eljárásokat csak olyankor kezdeményezhet, amikor az feltétlenül szükséges. A beküldő ismeri legjobban betegének kórelőzményét és állapotát, ennek figyelembe vételével köteles felvilágosítania őt a vizsgálat várható hasznáról és esetleges veszélyeiről. Meg kell szereznie a beteg előzetes, írásos beleegyezését és kellőképpen elő is kell készítenie a vizsgálatra (folyadékháztartás rendezése itatással vagy infúzióval, beöntés stb.). Ugyancsak a beküldő feladata, hogy a lehetséges kockázati tényezőkről időben tájékoztassa azokat, akik a vizsgálatot végezni fogják.

A radiológus felelőssége a kontrasztanyag megválasztása, beadása és az esetleges szövődmények elhárításáról való gondoskodás. A beavatkozás kockázataira tekintettel, kontrasztanyagos vizsgálatot csak olyan radiológiai osztályon szabad végezni, ahol a szövődmények megelőzéséhez, kivédéséhez a megfelelő gyógyszerek és az újraélesztés alapvető eszközei mellett a kellő szakértelem is rendelkezésre áll.

Invazív diagnosztika

A képalkotó eljárások invazivitása

A képalkotó eljárások széleskörű elterjedését nagyban segítette, hogy a diagnózishoz az esetek nagy többségében a beteg számára kíméletes módon jutunk hozzá.

Nem invazív egy képalkotó eljárás akkor, ha mind a hozzá szükséges energiaforrás, mind a detektor a testen kívül marad, kontrasztanyagot vagy energiaforrást pedig legfeljebb természetes nyíláson át, élettani folyamat (itatás, belélegeztetés) segítségével juttatunk a szervezetbe.

Invazív vizsgálatok során be kell hatolnunk a testbe. Akár a jobb leképezés érdekében, akár azért, hogy az adott eljárással kép egyáltalán létrehozható legyen, a betegen valamilyen beavatkozást is el kell végezni. Adott esetben kontrasztanyagot, máskor a detektort (ahogy endosonográfiához a vizsgálófejet), esetleg magát az energiaforrást (valamilyen radioaktív izotópot) nem élettani folyamat, hanem orvosi tevékenység útján vagyunk kénytelenek bejuttatni. Ehhez valamilyen eszközzel (tűvel, kanüllel, katéterrel, végbélcsővel, endoszkóppal stb.), akár egy testnyíláson át, akár a kültakaró, esetleg a nyálkahártya megsértésével, punctióval vagy sebészi feltárás útján hatolunk a szervezet belsejébe. Az invazivitás mértéke vizsgálatonként eléggé eltérő, ennek megfelelően a jogi szabályozás – a mindennapi életre és az egészségügy működőképességére tekintettel – nem tekinti invazív ténykedésnek a beteg számára elhanyagolható kockázatot jelentő beavatkozásokat, így az intravénás injectiót.

Az invazív vizsgálatok célja a diagnózisfelállítása. Egyes eljárásai, mint a bronchográfia, angiográfia, lymphográfia, urográfia, az újabb, jó szöveti kontrasztfelbontást lehetővé tevő módszerek térnyerésével párhuzamosan, erősen visszaszorultak. Az UH, CT, MR esetében még az erek anatómiájának vagy a szövetek vérátáramlásának megismeréséhez sincs feltétlenül szükség kontrasztanyagra, vagy intraartériás helyett intravénás beadás is elegendő. Ugyanakkor mind nagyobb szerepet kap a képalkotó módszerekkel támogatott invazív diagnosztika, mint amilyen egy célzott punctio vagy biopsia.

Az invazív radiológiai vizsgálat indikációját – a rutintól eltérő esetekben a radiológussal való előzetes konzultáció alapján – a beutaló orvos állítja fel, de kivitelezéséért a radiológus felel. Terhesek és szoptató anyák esetében a javallat a vezérlés (mint a röntgen átvilágítás) nem kívánt hatásai miatt külön megfontolást igényel. Invazív módszer igénybevétele orvosi szempontból akkor lehet indokolt, ha a szóba jöhető nem invazív vizsgálatok egyikével sem juthatunk diagnózishoz, és ha a tervezett beavatkozás valószínű kockázata nem haladja meg a tőle remélhető hasznot. Többnyire azokban az esetekben választjuk, ha olyan kórisme felállítására vagy megerősítésére számítunk, amelyeknek a kezelése is invazív, sebészi, vagy legalábbis komoly kockázatú.

A megnövekedett kockázat miatt minden olyan invazív vizsgálatot, amelynek ismert, statisztikailag valószínűsíthető szövődményével kell számolni, rendszerint csak egy nem invazív eljárást követően, második lépcsőben vetünk be. A beküldő orvosnak minden ilyen vizsgálat előtt meg kell kapnia a betegnek a kockázatokra és szövődményekre is kitérő, teljes körű tájékoztatásán alapuló, írásos beleegyezését. A beleegyezésre olyankor is szükség van, ha – mint CT-vizsgálatnál – szinte egy ülésben, a natív metszetek elkészülte után közvetlenül kontrasztanyagot is adunk, vénásan. Arról ugyanis, hogy a vizsgálat sikere érdekében vállal-e többlet-veszélyeztetést, csakis a beteg maga dönthet. Törvényi felhatalmazás alapján viszont nincs szükség beleegyező nyilatkozatra akkor, ha az adott beavatkozás elmaradása következtében a beteg közvetlen életveszélybe kerül, vagy ha az mások (esetleg a magzat) egészségét vagy testi épségét veszélyezteti.

Vezérlési módok

Az invazív diagnosztikai beavatkozások pontosságát vagy egyáltalán a kivitelezhetőségét és viszonylagos kockázatmentességét a képalkotó módszerrel történő irányításbiztosítja, ami lehetővé teszi, hogy a ténykedést a test belsejében is szemellenőrzés mellett végezzük. A folyamatos követés meghatározó módon, gyakran csupán néhány percesre rövidíti le a beavatkozást és a kórismét megalapozva teszi olcsóbbá a kivizsgálást.

A röntgen átvilágítást kontrasztanyaggal feltöltött erek, emésztőrendszer, epeutak, vagy a nagy sugárelnyelési különbség alapján környezetüktől egyébként is jól elkülöníthető elváltozások (perifériás tüdő-tumor) megcélzására lehet igénybe venni. Képerősítő alatt a bevezetett eszköz folyamatosan nyomon követhető, de hátránya a sugárterhelés, valamint az, hogy adott esetben kontrasztanyag nélkül az egyes anatómiai struktúrákat nem tudjuk egymástól elkülöníteni.

Az UH-vezérlés elsősorban a tömör hasi zsigerekben, illetve az emlőben és egyéb lágyrészekben lévő elváltozások felkeresésére alkalmazható. A mellkasban a kedvezőtlen akusztikai viszonyok közepette a sonográfia csak a mellkasfallal érintkező daganatok, folyadékgyülemek és a gátor kóros képleteinek eléréséhez nyújthat segítséget. Az ultrahang is dinamikus, folyamatos követésre képes, főként pedig sugárterheléstől mentes módszer, de eredményes alkalmazásához a beteg teljes együttműködésére van szükség.

CT-támogatás többnyire mellkasi elváltozások (tüdő vagy mediastinalis daganat, nyirokcsomó), mélyebben fekvő vagy kényes helyen lévő hasi, kismedencei, illetve retroperitonealis kórfolyamatok megcélzására használatos. Harántmetszeti leképezésével a CT nem csak a célt mutatja nagyon pontosan, de az oda vezető utat is teljes biztonsággal lehet megtervezni. Hátránya viszont, hogy időigényes és komoly sugárterheléssel járó módszer, mert a tű minden egyes helyzetváltoztatása után új letapogatást kell végezni.

Az invazív diagnosztika MR-vezérlését a nyitott mágnesű MR-készülékek, az MR-kompatibilis (nem mágnesezhető) anyagból készült eszközök és az újabb, már-már folyamatos képalkotásra alkalmas szekvenciák elterjedése tette lehetővé. Elsősorban agyi és nem üreges hasi szervek esetében használják, de biztató próbálkozások történtek vascularis beavatkozások kalauzolására is. Erénye az ionizáló sugárzástól való mentessége és a nagy pontosság, az ún. MR-átvilágítás pedig rendelkezik a dinamikus vezérlési módok előnyeivel is, ami bővíti az alkalmazási területét.

A radiológiai intervenciók elvégzéséhez a vezérlésen túl kisműtői sterilitásra van szükség, melynek biztosítása esetén gyakorlatilag nem fordul elő fertőzéses szövődmény.

Mintavétel

Punctio

A szervezetben kialakult kóros folyadékgyülemek elhelyezkedését képalkotó eljárásokkal megállapítjuk, ezután biztonságos tűutat választva, legtöbbször átvilágítás vagy UH-vezérlés mellett rászúrunk. A tűn keresztül a folyadék többnyire magától ürül. A sonográfia abban is segíthet, hogy előzetesen tisztába jöjjünk a folyadék jellegével. Belső echók jelenléte törmelékes bennékre, fibrinkicsapódásra utal, ilyenkor vastagabb tűt kell választani, vagy öblítőcső bevezetésére kell felkészülni. A lebocsátott anyag laboratóriumi vizsgálatra küldhető. A leggyakoribb ilyen beavatkozás a mellkas- és cysta-punctio.

Aspiratio

Ha a rászúrás önmagában nem elégséges, leszívással kell anyagot nyerni. A célzás és a szúrás vezérlése ugyanúgy történik, mint punctiónál. A keskeny szúrcsatornának köszönhetően az aspiratiót olyan esetekben is el lehet végezni, amikor a beteg véralvadási mutatói nagyobb beavatkozást nem engednek meg, vagy a szúrcsatorna üreges szerveken, mondjuk bélen halad keresztül.

Percutan biopsia

Abban az esetben, ha nem folyadék lebocsátása, hanem sejt- vagy szövettanilag véleményezhető anyag nyerése a célunk, a kérdéses képletet megcélozva, erőteljes szívással lehet eredményt elérni. Az alkalmazott, vékony, vagy finom tűvel a folyadékon kívül sejtek, sejtcsoportok is nyerhetők, így a minta nem csak laboratóriumi, hanem cytológiai vizsgálatra is alkalmas. Tüdő biopsiánál a beavatkozás velejárója kisebb légmell lehet.

Ahhoz viszont, hogy szövettanilag értékelhető mintát, hengeres szövetmagot (angolul: core) nyerjünk, henger-biopsiát kell végeznünk. Ez a beavatkozás olyan esetekben indokolt, ha a kezelési terv ennek a vizsgálatnak az eredményétől függően alakul ki vagy változhat meg. A mintavétel bármilyen képalkotó eljárással vezérelhető, amelyik kellőképpen ábrázolni tudja a gócos, vagy akár egyenletesen eloszló folyamatokat és a hozzájuk vezető út megmutatásával biztonságosan képes irányítani a mintavételi eszközt.

Az eszköz általában a célnak megfelelően kialakított, kórszövettani minősítésre is elegendőnagyságú minta nyerésére alkalmas átmérőjű, vastag tű. Mintavevő pisztoly segítségével egy vagy több hengert metszünk ki, akár 2 cm hosszúságú mag is kivágható. A bőrön keresztül vett minta segítségével műtéti feltárás nélkül meg tudjuk ítélni egy folyamat egyébként bizonytalan jó- vagy rosszindulatúságát. A vastagtű-biopsia hátránya a gyakorlatilag veszélytelen finom tűével szemben, hogy a vérzés és fertőződés kockázata nagyobb, a mintavevő eszköz és az egyszer használatos tűk pedig drágák. Mellette szól viszont, hogy a sebészi kimetszésnél egyszerűbb, gyorsabb, olcsóbb és nyom nélkül gyógyul. Mivel a szövettani lelet alapján a folyamat természete eldönthető, el lehet kerülni a felesleges sebészi beavatkozást.

A szövet-mintavétel helyi érzéstelenítésben történik, gondos kivitelezés mellett gyakorlatilag fájdalmatlan. A beküldő feladata a beteg megnyugtató tájékoztatása, előkészítése. Különösen ügyelnie kell a véralvadási mutatók előzetes tisztázására, szükség esetén ezek rendezésére.

A percutan biopsia – helyétől és jellegétől függően – az esetek túlnyomó részében eredményes. Szövődmény – leggyakrabban ptx, vérzés, epecsorgás – az esetek mintegy 3%-ában fordul elő, ezek azonban többnyire nem szorulnak kezelésre, vagy radiológiai intervenciókkal is megoldhatók. A fertőzött vagy daganatos folyamat szétszórása tapasztalat szerint nem tartozik a beavatkozás nem kívánt hatásai közé.

A beteg együttműködési képességének vagy megfelelően biztonságos tűút hiányában, illetve súlyos véralvadási zavar fennállásakor a beavatkozást nem szabad elvégezni.

Tüdő biopsia

A perifériás kerekárnyékok radiológiai megjelenése messze nem ad elégséges támpontot a folyamat jó- vagy rosszindulatúságának eldöntésére. A biopsiát, a tüdőszövet sérülékenységére tekintettel, finom tűvel végezzük, röntgen átvilágítás vagy CT-ellenőrzés mellett. Törekedni kell arra, hogy a tű ne haladjon mellhártya-kettőzeteken (az ún. interlobaris réseken) keresztül. A transthoracalis tüdő-biopsia velejárója az esetek 10-20%-ában légmell, de ez jobbára olyan kicsi, hogy nincs különösebb jelentősége – hacsak a beteg légzésfunkciója nem volt eleve rossz (102. ábra). A beavatkozás után közvetlenül és 2-3 óra múlva készített ellenőrző röntgenfelvétel megfelelő biztonságot ad. Ha ritkán mégis komolyabb levegőgyülem alakulna ki, az ugyancsak percutan technikával, vékony katéterrel is leszívható vagy becsövezhető (103. ábra). Krónikus, obstruktív tüdőbetegségekben a kockázat természetesen nagyobb az átlagosnál.

102. ábra. Tüdő biopsia. A jobb tüdő középső részében lévő, pleurális folyadékkal kísért daganat CT-támogatott felkeresése mintavételre alkalmas tűvel (nyíl), hasfekvésben.

103. a. ábra. Tüdő biopsia szövődménye és annak elhárítása. Jobb oldalon a biopsiát követően légmell alakult ki.

103. b. ábra. A légmell és folyadékgyülem a mellkasból hátfekvésben végzett, újabb tűszúrással (nyíl) leszívható.

Emlő biopsia

Amennyiben a képalkotó vizsgálatok nem tudták eldönteni az emlőben talált elváltozás jó- vagy rosszindulatú mivoltát, kétirányú emlő felvételek vagy UH-vizsgálat vezérlésével finom tű biopsiával cytológiai, vagy vastagtű biopsiával szövettani mintavételre kényszerülünk. Tömlős jellegű képlet esetében a beltartalom lebocsátása gyógyító hatású is lehet.

Máj biopsia

Ha megfelelően hosszú tűutat találunk, alvadási zavar nem áll fenn és a beteg a mintavétel idejére vissza tudja tartani a lélegzetét, a célterület a hasfalon át is megközelíthető (104. ábra). Ha vérzéses szövődmény lépne fel, azt katéteres embolisatióval el tudjuk hárítani. Amennyiben vérzés veszélye vagy nagy ascites fennállása ellenére szükség van rá, a beavatkozást transjugularis megközelítésből, intravascularis eszközzel végezzük. A v. hepatica valamelyik ágának falán keresztül hatolunk a máj állományába, ezért ha a biopsia után fel is lép vérzés, az azonnal a keringésbe jut, nem következik be vérvesztés.

104. ábra. Ultrahanggal vezérelt máj biopsia. A tű (nyíl) pontosan követi a képernyőn színes pontokkal kijelölt tűutat.

Mellékvese biopsia

A beavatkozást jobbára CT-vel vezéreljük, hacsak a megcélzandó folyamat ultrahanggal is ki nem mutatható. A tű útjának gondos megtervezésével a tüdősérülés megelőzhető.

Kontraszttöltések

Közvetlen rászúrással, kanülön, beöntőcsövön vagy katéteren át bejuttatott kontrasztanyag segítségével a legkülönbözőbb testüregek ábrázolására van lehetőség.

Testnyílásokon keresztül végzett kontraszttöltések

Közvetlenül bevezetett csöveken át azokat a testüregeket tudjuk feltölteni, amelyeknek természetes kivezető nyílásuk van. Dacriocystográfiával a könnytömlő ábrázolható, choanográfiával táplálási nehézséggel küzdő újszülöttek orrgarat rendellenességeit lehet tisztázni. A nyálmirigyek kivezető nyílásának kanülálásával a parotis és a submandibularis nyálmirigy járatai tölthetők fel, ez a sialográfia. Bronchográfia során az egyik oldali főhörgőbe, a nyálkahártya érzéstelenítését követően, bronchoszkóp segítségével bevezetett katéteren át beadott, sűrűn folyó, jódos kontrasztanyaggal a hörgőfáról lehet – a levegő jelenlétét kihasználva – kettőskontrasztos felvételeket készíteni (105. ábra). Hólyag katéteren keresztül a húgyhólyagot (cystográfia), ureter katéteren keresztül a vesemedencét és a húgyvezetékeket (retrográd pyelográfia), kanül segítségével a méh üregét és a tubákat (hysterosalpingográfia) lehet feltölteni (106. ábra).

105. ábra. Bronchográfia. A jobb tüdő hörgőágait a jobb főhörgőbe vezetett kanülön keresztül beadott, tapadós jódos kontrasztanyag rajzolja ki.

106. ábra. Hysterosalpingográfia. A méhűrbe fecskendezett jódos kontrasztanyag mindkét oldalon normális tágasságú és lefutású petevezetékeket töltött fel. A hasüregbe történő bőséges kilépés jelzi, hogy a megtermékenyülésnek nincs fizikai akadálya.

Irrigoszkópia, colonográfia készítéséhez a végbél felől, beöntőcsövön keresztül adunk (általában báriumos) kontrasztanyagot, kettőskontrasztos vizsgálathoz levegőt is. A túl hideg beöntés görcsöt, a túlságosan meleg pedig nyálkahártya sérülést okozhat. Bár a folyamat lényegében megegyezik a közönséges, tisztító beöntésével, akár a végbélcső, akár a bejuttatott kontrasztanyag vagy a levegő átszakíthatja a vastagbelet. Maga a perforatio nem tekinthető műhibának, fel nem ismerése és ellátatlanul hagyása annál inkább.

Közvetlen rászúrásos kontraszttöltések

Az epeutakat, ha állapotukról más módszerrel nem sikerült kielégítő ismeretekhez jutni, percutan transhepatikus cholangiográfiával ábrázoljuk. Az epeutakat a májnak a hasfalon keresztül való megszúrásával töltjük fel (107. ábra). A vizsgálatot epepangás okának kiderítésére végezzük, amikor az intrahepatikus epeutak tágulata megkönnyíti a punctiót. A rendszerint képerősítő alatt bevezetett tűn vagy katéteren keresztül vízoldékony, jódos kontrasztanyagot juttatunk a megszúrt epeútba és anterográd töltjük fel az epevezetékeket.

107. ábra. Percutan transhepatikus cholangiográfia. Egy epeút képerősítő alatt végzett közvetlen punctiójával beadott kontrasztanyag tág intrahepatikus epeutakat rajzol ki, lefolyási akadály áll fenn. A nyíl a kontrasztanyag bejuttatására szolgáló kanülre mutat.

A hasi aorta rászúrással való feltöltéséhez, az ún. Dos Santos-féle translumbalis aortográfiához csak olyankor folyamodunk, ha a hasi- és alsó végtagi artériák megítélésére semmilyen más, kíméletesebb módszer nem áll rendelkezésünkre (108. ábra). A hímvessző barlangos testeinek rászúrásos kontraszttöltését,a cavernosográfiát csak kivételesen végezzük.

108. ábra. Translumbalis aortográfia. A hasi aortát hasfekvésben, a bal ágyéki izomzaton keresztül, a túlzott kontrasztanyag terhelés elkerülése érdekében a vese artériák eredése alatt kell megszúrni. Mindkét a. iliaca externa elzáródott (nyíl).

Katéteres módszerek

Az invazív vizsgálatok legfontosabb csoportját a katéteres módszerek alkotják. A bevezetés percutan módon, Seldinger-technikával, általában a lágyékhajlatból, az a. femoralison keresztül, esetleg az a. brachialison át, a könyökhajlat, illetve – ha másként nem megy – az a. radialis katéterezésével, a csukló felől történik. Előzetes fertőtlenítés és helyi érzéstelenítés után (gyermekeknél, kisdedeknél narkózisban), egy erre a célra kialakított punctiós tűvel az érbe szúrunk. A tűn keresztül legömbölyített végű vezetődrótot tolunk az ér belsejébe, majd a tűt lehúzzuk a drótról és helyébe egy hajlékony, irányítható katétert vezetünk fel (109. ábra). Ugyanezt a technikát alkalmazzuk intra- és az extravascularis intervenciók esetén is.

109. ábra. Seldinger-technika. A kitapintott artériát a bőrön keresztül megszúrjuk (a). A tűn keresztül hajlékony vezetődrótot juttatunk az ér lumenébe (b). A drótra műanyag katétert fűzünk, amit a drót az ér belsejébe vezet (c). A katétert ezután a kívánt érszakaszig toljuk előre (d).

Artériás behatolásból a verőerek mellett katéteren át megtölthető a bal kamra (ventriculográfia vagy laevocardiográfia), mindkét koszorúér (coronarográfia), az aorta (thoracalis és abdominalis aortográfia) (110. ábra). Az aortából eredő erek és azok ágai külön-külön is ábrázolhatók (szelektív és szuperszelektív arteriográfiák) (111. ábra). Vénás oldalon a v. cava superior és inferior töltése mellett (cavográfia) a jobb szívfél üregeinek (dextrocardiográfia), illetve az a. pulmonalis rendszerének feltöltése (pulmonalis angiográfia) említendő. Ezekhez a vizsgálatokhoz a katéter a v. femoralis vagy a v. cubitalis felől vezethető fel.

110. ábra. Áttekintő hasi aortogram. A jobb a. femoralis felől felvezetett katéteren át beadott kontrasztanyag valamennyi hasi eret egyszerre ábrázolja, ezért a tájékozódás nem könnyű.

111. ábra. Szelektív értöltés. Közvetlenül a bal pulmonalis főágba adott kontrasztanyag a tüdő érágait rajzolja ki. Mivel a vizsgálat képerősítő alatt történt, a monitoron pozitív képet látunk, ezért a kontrasztanyaggal kitöltött ér fekete.

A phlebográfia során a perifériás visszereket rászúrással behelyezett vénás kanülön keresztül töltjük fel (112. ábra).

112. ábra. Phlebográfia. A lábszár mély vénáit a lábháti oldalon, egy felületes vénába vezetett kanülön át töltjük fel. A mély vénák felé terelődést a felületesek elszorításával érjük el.

Az erek mellett Seldinger-technikával lehet bejutni kezelési célzattal az epeutakba, a vese üregrendszerébe, tályogüregekbe is.

A kontrasztanyagtól származó kockázatokon túl a katéteres beavatkozás szövődménye perifériás embolisatio, perforatio (paravasatum, retroperitonealis haematoma, mellűri vérzés, pericardialis tamponade, dissectio), utóvérzés, ál-aneurysma kialakulása lehet. A katéter-angiográfiákat mind szélesebb körben váltja fel a beteg számára kíméletesebb, intravénás kontraszt befecskendezéssel is kiváló képet adó CT- és MR-angiográfia.

Kisműtéti feltárást igénylő módszerek

Az ondóhólyagok kontrasztöltéséhez (vesiculográfia) a ductus deferens (113. ábra), lymphográfiához a nyirokerek sebészi kikészítésére is szükség van (114. ábra). A gyakorlatban a szükséges sebészi ténykedést is a radiológus szokta végrehajtani. Ezek ma már ritkán végzett beavatkozások.

113. ábra. Vesiculográfia. Az ondóvezetékeket szükség esetén, sebészi kikészítés után töltik fel. A finom járatok mellett telődnek az ondóhólyagok is (nyíl)

114. ábra. Lymphangio-adenográfia. A lábháti nyirokérbe kötött kanülön keresztül beadott jódos-olajos kontrasztanyag néhány óra múlva a kismedencei nyirokereket (lymphangiogram, balról), másnapra pedig a kismedencei nyirokcsomókat rajzolja ki (lymphadenogram, jobbról).

Fistulográfiához különösebb feltárásra nincs szükség, csupán kanült kell a sipoly bőrfelszíni nyílásába vezetni. Jódos kontrasztanyag befecskendezésével tudhatjuk meg, honnan ered vagy hová vezet a járat. Belső sipolyok, mint varratelégtelenségből keletkezett oesophagopleuralis, intestinoperitonealis, rectovaginalis és más fistula esetében a természetes testüreg felől, kontrasztitatással vagy beöntéssel kell megkísérelni a járat feltöltését. Erre a korszerűbb módszerek birtokában is szükség van, mert UH-, CT- vagy MR-vizsgálattal csak a kialakult tályogot könnyű megtalálni, az esetleg csupán tűszúrásnyi nyílást nem. A megoldást pedig ennek elzárása jelenti, hiszen a tályog becsövezése önmagában inkább állandósítaná a sipolyt.

Az invazív diagnosztika szövődményei

A betegségek felismerésére irányuló invazív beavatkozások szövődményeinek száma – feltéve, hogy az indikáció megalapozott volt, a vizsgálatot a szakma szabályai szerint végezték és a beteg az utánkövetés során szükségessé vált kezelést is megkapta – általában elenyésző. Katéteres angiográfiák közül a bal kamra, illetve a koszorúerek kontraszttöltésének legnagyobb a kockázata, de ezek halálozása is 1% alatt van, ami – tekintettel arra, hogy az érintettek általában már eleve súlyosan betegek – a várható egészségnyereséggel arányban állónak mondható. Természetesen, amint javulnak az eszközök, technikai feltételek és a kontrasztanyagok, ahogy nő a szakemberek tapasztalata és gyakorlata, úgy csökken a betegeknek az invazív diagnosztikából adódó veszélyeztetettsége is. A nem invazív eljárások tökéletesedése ráadásul napról-napra szűkíti ezeknek a beavatkozásoknak a javallatát.