CT I MR DIJAGNOSTIKA VASKULARNIH OBOLENJA

Razvoj neinvazivnih dijagnostičkih vizualizacionih tehnika u poslednje dve decenije doveo je u pitanje neprikosnovenost invazivne kontrastne angiografije kao „zlatnog standarda“ u dijagnostici vaskularnih obolenja. Tehnološki razvoj kompjuterizovane tomografije, magnetne rezonance i Doppler songrafije uslovili su potrebu za stvaranjem novih dijagnostičkih algoritama.

Kompjuterizovana tomografija (CT) i CT angiografija (CTA)

Odmah nakon svoje pojave u osmoj deceniji XX veka, CT je našla široku primenu u gotovo svim granama medicine. Princip stvaranja slike na CT se zasniva na sličnim principima kao kod klasične radiografije, tj. na različitom stepenu slabljenja ili atenuacije X-zraka pri prolasku kroz ljudsko telo. Ovom metodom se dobijaju poprečni preseci tela čime se izbegava superponiranje anatomskih struktura u istu projekcionu ravan. Rendgenska cev se kreće oko objekta sinhrono sa detektorima koji se nalaze na suprotnom kraju i registruju stepen slabljenja uskog upadnog snopa X-zraka. Atenuacija je izražena u Hounsfield jednicama (HU) u skali od -1000 do +1000 HU, a dobijena vrednost je prosek za minimalni element zapremine – voksel. Digitalnom obradom ovako dobijenih podataka nastaje CT tomogram sastavljen od velikog broja elemenata – piksela. Primenom kontrastnih sredstava postiže se povećanje gustine tkiva od interesa i njihovo jasnije prikazivanje.

Klasični CT je zbog pojave artefakata usled pomeranja medijastinalnih organa bio neadekvatan za prikaz velikih krvnih sudova i srca, ali sa razvojem spiralne CT ovaj problem je prevaziđen zahvaljujući značajnom skraćenju vremena pregleda (tehnika zadržavanja daha - »breath hold«). Pored toga spiralna CT je pouzdanija i zahteva manju količinu jodnog kontrastnog sredstva od konvencionalne CT. Poslednja faza razvoja CT aparata je multislajsni, multidetektorski CT koji omogućava brži pregled (ultrabrzi „cine“ CT) i bolju rezoluciju slike.

CT angiografija kao neinvazivna dijagnostička tehnika nudi nove mogućnosti u evaluaciji vaskularne patologije i predstavlja sintezu prednosti kratkog vremena akvizicije spiralnog CT skenera i “high-flow” intravenske injekcije kontrastnog sredstva, u generisanju trodimenzionalnog prikaza krvnih sudova. Tehničko rešenje omogućava rotaciju gentrija za 360 satepeni i kontinuiranu akviziciju podataka. Dobijeni podaci predstavljaju kontinuirani zapreminski sken iz koga se mogu dobiti 3D rekonstrukcije u bilo kojoj ravni. Celokupan pregled traje ukupno 30 sekundi, uz mogućnost izdvajanja arterijske od venske faze intravenske aplikacije kontrastnog sredstva.

Kao rezultat napred navedenog, prednosti CT angiografije u odnosu na konvencijalnu arteriografiju su kraće vreme izvođenja, neinvazivnost i niža cena pregleda. Ovom minimalno invazivnom metodom se može prikazati vaskularna patologija svih arterija i njihovih grana.

Magnetna rezonanca (MR) i MR angiografija (MRA)

Magnetna rezonanca (MR) je multiplanarna “imaging” dijagnostička metoda bazirana na principu interakcije radiofrekventnih elektromagnetnih talasa i određene vrste atomskih jezgara u telu, kada se ono nalazi u jakom magnetnom polju. Poznavanje fizičkih osnova magnetne rezonance je esencijalno za razumevanje mogućnosti i ograničenja ove metode. Detaljniji prikaz principa rada aparata za MR je izvan obima ove publikacije, ali je neophodno navesti osnovne principe stvaranja MR slike. Svako atomsko jezgro sa neparnim brojem nukleona se ponaša kao mikromagnet sa sopstvenom spinom i ima osobinu da se u jakom spoljašnjem magnetnom polju postavi u pravcu njegovih linija sile, pri čemu su moguće dve orjentacije spinova: paralelna orjentacija niže energije i antiparalelna orjentacija više energije. Magnetno polje koje se koristi u MR tehnici je nekoliko desetina hiljada puta jače od magnetnog polja planete Zemlje, a u rutinskoj kliničkoj upotrebi se koriste polja jačine 0.2 do 3 Tesla, sa trendencom daljeg povećanja. Ukoliko se na jezgra, koja posmatramo kao sistem spinova, deluje radiofrekventnim (RF) pulsom određene frekvencije za datu vrstu jezgara, što predstavlja uslov za pojavu rezonancije, dolazi do ekscitacije spinova i njihovog prelaska iz stanja niže energije u stanje više energije. Po prestanku delovanja RF pulsa, spinovi se vraćaju u ravnotežno stanje (tzv. proces relaksacije) pri čemu se generiše radio signal identične frekvence signalu koji ga je pobudio. Generisanje ovakvog signala je osnova rada uređaja za magnetnu rezonancu. Vodonik je najzastupljeniji element u čovekovom telu, a njegovo jezgro (koje je ustvari jedan proton) ispunjava navedene uslove, pa je upravo vodonk izabran za element čiju distribuciju i ponašanje ispitujemo u MR tehnici. MR slika je konstruisana od individulanih piksela od kojih svaki predstavlja intenzitet signala generisanog iz najmanjeg elementa zapremine tkiva – voksela. Intenzitet dobijenog signala zavisi od nekoliko faktora: primarno od gustine protona u tkivu, njegovih vremena relaksacije, okarakterisanih konstantama T1 i T2, i kretanja protona unutar ispitivane zapremine (pr. protok krvi kroz krvni sud). Najlakše je razumeti efekat gustine protona na dobijanje MR slike – što je više protona sposobnih da produkuju

MR signal, njegov intenzitet će biti jači. Korteks kosti ili vazduh u plućima imaju veoma malo protona što rezultuje niskim intenzitetom signala ovih tkiva, tj. ona se prikazuju kao “tamna” na MR tomogramima.

U zavisnosti od načina na koji MR tehnike prikazuju tekuću krv, mogu se podeliti u dve grupe­: “black blood” i “bright blood” tehnike. Tekuća krv se prikazuje kao hipointenzna (“tamna”) na “black blood” sekvencama, kao što su spin-Echo (SE) ili inversion-recovery (IR). Drugu grupu predstavljaju: “time of flight” (TOF) i “phase contrast” (PC) tehnike. One su glavne metode za prikaz lumena krvnih sudova, tj. osnova su MR angiografije.

Primena MR u dijagnostici kardiovaskularnih oboljenja obuhvata veliki broj bolesti srca i velikih krvnih sudova zahvaljujući njenim sledećim karakteristikama:

Visok prirodni kontrast između intrakardijalnog/intravaskularnog lumena i okolnih struktura dobijen gubitkom ili pojačanjem signala.

Multiplanarni prikaz

Neinvazivnost metode

MR je bezbedna metoda i za 20 godina primene nisu ustanovljeni neželjeni efekti na ljudski organizam. Kontraindikacije za pregled obuhvataju klaustrofobiju (2% pacijenata), ugrađen pacemaker ili defibrilator, okularne i otogene implante, metalna (feromagnetna) strana tela i klipseve na cerebralnim aneurizmama. Veštačke srčane valvule, sternalne suture i ortopedske metalne proteze nisu kontraindikacija ukoliko su napravljene od neferomagnetnih materijala.

Primena CT i MR u dijagnostici vaskularih obolenja

Aneurizme aorte

Aortografija je do skoro bila “zlatni standard” u preoperativnoj evaluaciji aneurizme abdominalne aorte kojom se utvrđivao: odnos aneurizme sa glavnim i pomoćnim renalnim, ilijačnim, gornjim i donjim mezenteričnim arterijama, širenje aneurizme u ilijačne arterije za određivanje tipa protetskog grafta. U situaciji juksta i suprarenalne propagacije aneurizme sa muralnim trombom i ateromima u proksimalnom vratu, aneurizma može biti previđena.

Danas se CT koristi kao dijagnostička dopuna Duplex sonografskom pregledu kod skrininga nekomplikovane aneurizmatske bolesti abdominalne aorte, ali je i metod izbora u evaluaciji rupturiranih i inflamatornih aneurizmi, kao i postoperativnih komplikacija (Slika 1.). CT precizno prikazuje dilataciju lumena aorte, lokalizaciju i broj renalnih arterija, dijametar aneurizme, prisustvo kalcifikacija, izgled i veličinu vrata aneurizme i ilijačnih arterija, kao i prisustvo muralnog tromba. Senzitivnost metode je skoro 100%, a spiralni CT može pomoći u planiranju hirurškog tretmana pošto omogućava multiplanatni i 3D prikaz u pravcu normalnom na dugu osu aneurizme, tako da se veličina aneurizme može odrediti sa većom preciznošću. CT ima i izvesna ograničenja: direktna vizualizacija renalnih arterija može biti otežana usled kinkinga i tortuoziteta abdominalne aorte. Ukoliko se renalne arterije i prikažu, ostaje mogućnost previda akcesornih renalnih arterija. Tortuozitet aorte takođe može dati lažnu vrednost dijametra aneurizme.

Slika 1. Postkontrastni CT: Ruptura aneurizme abdominalne aorte.

CTA je idealna za preoperativnu evaluaciju aneurizme abdominalne aorte pošto precizno prikazuje njen položaj, veličinu i odnos sa renalnim i ilijačnim arterijama (Slika 2.). Spiralna CTA sa kolimacijom od 2 mm pokazala je senzitivnost od 93% u karakterizaciji aneurizmi sa juksta- ili suprarenalnim vratom. Ovano visoka pouzdanost može se pripisati mogućnosti CTA da detektuje i spoljašnji zid, a ne samo lumen aorte. CTA je značajna i za posoperativne preglede ugrađenih stent graftova.

Slika 2. Postkontrastna CTA aneurizme aorte sa 3D prikazom ('volume-rendered')

u drugoj projekciji

MR i MRA imaju sličnu senzitivnost u detekciji aneurizmi, ali su znatno osetljivije na pojavu artefakata usled pomeranja pacijenta tokom pregleda, zbog srčanog rada i respiratornih pokreta, pogotovu kod pregleda ascendentne aorte, aortnog luka i torakalne aorte. MR detektuje karakterističnu morfologiju aneurizme torakalne aorte i njene moguće komplikacije, kao što su anulo-aortna ektazija bulbusa aorte usled cistične medijalne nekroze, sakularna posttraumatska pseudoaneurizma u nivou istmusa aorte, ili fuziformna aneurizma descedentne aorte izazvana aterosklerotskim promenama. Kongenitalne aneurizme sinus Valsalve se najbolje prikazuju MR zbog multiplanarne i 'cine' prezentacije.

U sličaju akutne rupture aneurizme abdominalne aorte, na CT se vidi sveža krv visokih vrednosti atenuacije u trbušnoj duplji, za razliku od izo ili hipodenznih hematoma koji sugerišu da se proces razvija danima ili nedeljama. Srpasta zona hiperdenziteta unutar muralnog tromba ili zida aneurizme najčešće predstavlja intramuralni hematom i relativno je pouzdan znak akutne ili preteće rupture, što je pokazano u nekoliko retrospektivnih studija (senzitivnost 77% i specifičnost 93%). Periaortna fibroza izvan subintimalnih kalcifikacija sugeriše inflamatornu aneurizmu. MR je pogodna metoda za delineiranje aorte od velike retroperitonealne kolekcije koja sakriva granice susednih struktura kao što su lamelirani tromb ili aterosklerotični debris u zidu aneurizme.

Disekcija aorte

Kod pacijenata sa sumnjom na disekciju aorte neophodno je sprovesti hitnu dijagnostiku u smislu detekcije intimalnog flapa, kao i njegove lokalizacije u predelu ascendentne (tip A) ili descendentne aorte (tip B) radi planiranja hitne hirurške terapije. Spiralna CT sa kontrastom, transezofagealna ehosonografija (TEE) i MR su visoko specifične i senzitivne metode (CT 94-100%, MR 95-100%, a TEE nešto manja od prethodnih) čiji izbor zavisi od opšteg stanja pacijenta, funkcije bubrega, suspektnih postoperativnih komplikacija, kao i od dostupnosti pojedinih od njih. Nativna CT predstavlja inicijalnu metodu kojom se detektuje akutna hemoragija i ruptura aorte. TEE ima prednost u evaluaciji stanja aortne valvule i ušća koronarnih arterija, dok je njen nedostatak subjektivnost metode i pojava “slepe tačke” koja je prevaziđena uvođenjem biplanarnog i multiplanarnog prikaza.

Tipičan CT nalaz u akutnoj disekciji aorte predstavlja aortni intramuralni hematom: polumesečasti hiperdenzni tromb u mediji sa pomeranjem kalcifikacije u zidu aorte medijalno uz nalaz intimalnog flapa koji deli lumen aorte (Slika 3.). Hemoragične perikardne, pleuralne i medijastinalne efuzije se mogu često videti kod komplikacije. CT je takođe senzitivan u otkrivanju mogućih postoperativnih komplikacija: tromboze, krvarenja, infekcije, razvoja pseudoaneurizme ili aortoenterične fistule. Neadekvatno doziranje datog intravenskog kontrasta pre pregleda može dovesti do pogrešne dijagnoze aneurizme sa muralnim trombom. Kod nekih pacijenata, posebno sa cističnom nekrozom medije, intimalni flap može biti veoma diskretno naznačen.

MR je precizna u dijagnozi diskecije, ali pošto se radi o urgentnom stanju često nije dostupna, a pacijenti koji imaju plasiran Swan-Ganz-ov kateter ne mogu se na ovaj način pregledati. Senzitivnost i specifičnost SE i GRE sekvenci u publikovanim serijama se kreće od 94 do 100%, što je bolje od kontrastne angiografije i ehokardiografije. Pouzdana je kategorizacija disekcije u tip A (zahvatanje ascendentne aorte) i tip B (disekecija distalno od odvajanja leve subklavije) kao i njene ekstenzije u veće grane uz prikaz moguće udružene perikardne efuzije i insuficijencije aortne valvule.

Savremenim MR aparatima se može snimiti cela dužina aorte za vreme od 1.5 do 4 minuta. MR nalaz uključuje intimalni flap koji je srednjeg intenziteta signala okružen zonom gubitka signalna brzotekuće krvi na SE 'black blood' sekvencama uz uključenu EKG sinhronizaciju sekvence. Mogući artefakti prilikom pregleda se najčešće prepoznaju po tome što ne zauzimaju spiralni tok kao pravi intimalni flap. MRA ima prednost u odnosu na klasičnu aortograrfiju kod bolesnika sa renalnom insuficijencijom jer eliminiše potrebu za potencijalno nefrotoksičnim kontrastnim sredstvom.

Perigraftne kolekcije gasa i fluida su očekivane neposredno postoperativno i smatraju se normalnim nalazom do 4 nedelje posle operacije. Njihovo perzistiranje duže od 4 nedelje sugeriše mogućnost stvaranja abscesa ili hematoma.

Slika 3. Poskontrastni CT: Disekcija torakalne aorte

Okluzivna bolest karotidnih arterija

Color Doppler sonografija je dokazana skrining metoda u identifikaciji i kategorizaciji ekstrakranijalne karotidne stenoze. MRA pokazuje senzitivnost od 85-100% u proceni ove patologije, ali su novije studije pokazale tendenciju ka prenaglašavanju stepena stenoze. MRA sa kontrastom dodatno poboljšava senzitivnost i specifičnost u detekciji stenoze karotidne arterije u poređenju sa TOF MRA (Slika 4.).

Slika 4. Postkontrastna MRA: Stenoza zajedničke desne karotidne arterije, kao i stenoza ishodišta leve unutrašnje karotidne arterije.

Ekstrakranijalna karotidna i vertebralna disekcija

Dijagnoza disekcije karotidnih i vertebralnih arterija kod pacijenata sa ishemičkim inzultom je izuzetno važna za planiranje terapije, a i za prevenciju inzulta kao česte i ozbiljne komplikacije disekcije (10-25% ishemičkih inzulta kod mladih). Digitalna subtrakciona angiografija do skoro je predstavljala “zlatni” standard za otkrivanje disekcije ACI, određivanje njenog stepena i propagacije, ali sa rizikom invazivne metode za nastanak komplikacija i nemogućnošću prikazivanja arterijskog zida. S toga su vodeću ulogu preuzele neinvazivne imaging” metode: color Doppler sonografija i MR. MR i MRA su visoko senzitivne i specifične metode za detekciju disekcije ACI (100%), ali znatno manje vertebralne arterije. One omogućavaju prikaz intramuralnog hematoma u aksijalnoj ravni, precizno određivanje proširenosti disekcije, kao i detekciju ishemičke lezije mozga. Kriterijumi MRA za postavljanje dijagnoze disekcije su: povećanje spoljašnjeg dijametra arterije, visok intenzitet signala (IS) intramuralnog hematoma (methemoglobina) u aksijalnoj ravni, Spin-Echo sekvenciji (T1), a srednji IS u odnosu na visoki IS tekuće krvi prikazan u 3-D TOF tehnici (Slika 5.), kao i suženje ili okluzija lumena arterije. Nedostatak MRA je preuveličavanje stepena stenoze u pojedinim slučajevima.

Slika 5. Levo. PD aksijalni MR tomogram: ekscentrični hiperintenzni methemoglobinski prsten

unutar desne ACI (crna strelica) i normaln gubitak signala u levoj ACI (bela strelica).

Desno. 3D TOF MRA: lažno proširenje desne ACI usled subakutnog intramuralnog hematoma.

Okluzivna bolest perifernih arterija

CT angiografija donjih i gornjih ekstremiteta se pokazala izuzetno korisnom za evaluaciju anatomije krvnih sudova, za prikazivanje uzroka ishemije udova, kao i u planiranju endovaskularne i hirurške terapije. Razlog tome je sposobnost prikazivanja lumena arterije, prisustva tromba i kalcifikacija, kao istovremene vizuelizacije koštanog i mekog tkiva i njihovog međusobnog odnosa. Smatra se da je multidetektorska CT (MDCT) sa upotrebom visoke koncentracije intravenskog kontrasta uz 3D prikaz (volume rendering) visoko senzitivna metoda kojom je moguće prikazati cirkulaciju niže od kolona zajedno sa susednom kosti. Moguće je identifikovati tibioperonealne krvne sudove, arkadu stopala do nivoa intermetatarzalnih sudova i utvrditi njihov stepen stenoze.

MR angiografija perifernih krvnih sudova koristi se još od 1992. godine u evaluaciji okluzivne bolesti (Slika 6.), uz prateće promene protokola tehnika (2-D TOF, 3-D TOF bez kontrasta, a u novije vreme sa kontrastom), zavojnica (za telo, za ekstremitete) i usavršavanje aparata (automatski pokretni sto). Time je postignuto skraćenje vremena pregleda, bolja preciznosti određivanja stepena stenoze krvnog suda sa što manje artefakata i prikazivanje velikog segmenta vaskularnog sistema, od aorte do stopala. S toga se i senzitivnost i specifičnost ove metode kretala od 88% do 100% u brojnim objavljenim studijama. Danas MRA sa kontrastom predstavlja metod izbor u evaluaciji vaskularnih bolesti perifernih arterija i trbalo bi je indikovati nakon inicijalne Doppler sonografije.

Slika 6. MR angiografija: stenoza desne femoralne arterije.

Bolesti pulmonalne arterije

MR i CT se koriste u dijagnostici aneurizma pulmonalne arterije (evaluacija veličine i lokalizacije), intraluminalnih masa - evaluacija veličine, lokalizacije i sastava, te identifikacija tromba, embolusa ili tumora (pr.sarkoma), kao i procene stenoze pulmonalne arterije.

Bolesti mezenteričnih arterija

Hronična simptomatska mezenterična ishemija je uzrokovana značajnom redukcijom dotoka u najmanje dve od tri glavne arterije. Akutna simptomatska ishemija može biti izazvana afekcijom samo jedne arterije ili čak i njene grane. Konvencionalna arteriografija ostaje primarna tehnika za procenu pacijenata sa akutnom ishemijom zbog bolje rezolucije u prikazu sitnijih grana, a takođe jer je polazna procedura za endovaskularne terapijske metode. Međutim, za hroničnu mezenteričnu ishemiju, MRA i CTA pokazuju slične rezultate u komparaciji sa angiografijom uz ograničenje prikazivja donje mezenterične arterije.

Bolesti renalnih arterija

Za razliku od promenljivih rezultata Doppler sonografije, različite MR metode su se pokazale kao uspešnije u evaluaciji renalnih arterija. U detekciji znatne stenoze renalnih arterija procenjena je senzitivnost i specifičnost MRA tehnika i ona je za TOF (80% i 80% respektivno), PC (91% i 93% respektivno), 3-D CE breath-hold MRA (95% i 94% respektivno). Međutim, MRA precenjuje odnosno podcenjuje, stepen suženja za najmanje 10% u oko 20% slučajeva, a ima i nisku senzitivnost (70%) za prikaz arterijskih grana.

Kod spiralne CTA sa kontrastom, 3-D prikaz se smatra optimalnim za evaluaciju renalne stenoze, mada i kosi multiplanarni prikazi mogu biti od korisit (Slika 7.).

Pouzdanost CT u detekciji stenoze glavnih renalnih arterija je promenljiva i u najboljem slučaju, kategorizacija renalne stenoze kao umerene (<49%), znatne (50-99%) i okluzivne, je moguća sa senzitivnošću od 92-100%. Pri tome CTA može prikazati sve arterijske grane.

Slika 7. MIP CTA: stenoza leve proksimalne renalne arterije.

Preporučena literatura:

Stark D, Bradley W. Magnetic Resonance Imaging. 3^rd ed. Mosby; 1999.

Toombs B, Jing J. Current Concepts in the Evaluation of Vascular Disease Magnetic Resonance and Computed Tomographic Angiography. Houston: Texas Heart Institute

Rubin GD. MDCT Imaging of the Aorta and Peripheral Vessels, 3^RD Bracco symposium on MDCT, Book of Abstracts, 2002.

Goldman PJ. New Techniques and Applications for Magnetic Resonance Angiography. The Mount Sinai Journal of Medicine, 2003; Vol.70 No.6

Gillard JH. Maging of carotid artery disease: from luminology to function? Neuroradiology (2003) 45:671-680

Foley D. CTA of Extremities: New Approaches to Scanning, Contrast Use. Applied Radiology, Supp.Mar.2002.