Muskuloskeletal datortomografi

Även om den första kliniska datortomografiundersökningen ägde rum redan 1971 för skallundersökningar (ref 1) dröjde det till ungefär 1980 innan datortomografi för helkroppsundersökningar, och därmed också ortopediska applikationer, introducerades. 

Det handlade 1980 om axiala snitt på ungefär 3 mm tjocklek vilket är fullt tillräckligt för de flesta frågeställningar. Framställningen av bilder var mycket långsammare än i dag. Man exponerade ett snitt i taget och tiden för rotation med exponering och datainsamling följt av rekonstruktion, arkivering på 8-tums diskett och dokumentation på röntgenfilm tog 60 sekunder. Per bild. Eftersom man gjorde ett snitt i taget var det tekniskt möjligt att vinkla gantryt upp till 30 grader vilket till viss del kompenserade bristen på möjlighet att rekonstruera bilder i andra plan. Den långa tiden som krävdes för varje bild var i sig stråldosbesparande. På Sahlgrenska undersökte vi på 1990-talet endast de tredje nedersta nivåerna i ländryggen vid frågeställningen diskbråck på ungefär 27 minuter. Författarens röksugna dåvarande chef hann röka en cigarett innan nästa patient skulle undersökas.

TEKNIK

Ungefär 1990 introducerades spiral-CT där patienten långsamt och kontinuerligt fördes genom gantryt medan röntgenrör och detektorer snurrade kontinuerligt. Resultatet blev då en spiralformad datavolym. Detta var det första steget mot att kunna skapa bilder i flera plan. Från denna första spiral-CT med en detektorrad har detektorerna utvecklats till att på de flesta maskiner idag utgöra en 4 cm bred detektor med 64 detektorrader; för hjärt-CT upp till 320 detektorrader. Tack vare starkare röntgenrör, känsligare detektorer och snabbare datorer för bildrekonstruktion kan vi i dag undersöka hela thorax och buk på endast 4 sekunder.

Förutsättningen för att kunna göra bilder i flera plan och 3D-rekonstruktioner kom i och med den digitala revolutionen kring millennieskiftet då RIS och PACS snabbt introducerades över landet. Mycket av utvecklingen leddes av det svenska företaget Sectra som idag har ungefär hälften av den svenska marknaden. Eftersom CT-detektorerna ger bilder som är 0,625 mm tunna och detektorraderna innehåller fler än 1000 detektorer blir voxlarna i princip istotropa, vilket gör att man i PACS kan vrida och vända på bilderna i valfritt betraktningsplan med bibehållen bildkvalitet. Trenden går nu mot att användaren själv skapar de bilder som behövs från de tunna axiala snitten och färdiga rekonstruktioner av tjockare snitt i de tre ortogonala planen behövs snart inte längre. Det förenklar hanteringen för röntgensjuksköterskan som gör undersökningen, men ställer större krav på radiologer och ortopeder att känna till hur bilderna ska betraktas för att få en standardiserad bild. Utan en standardiserad normalbild där man lär sig hur frånvaron av patologi ser ut är det svårt att känna igen patologi. 

Det talas en hel del om lågdos-CT vilket är ett ytterst diffust begrepp. Det betyder egentligen bara lägre dos än vad som används annars, och eftersom tendensen är att standarddosen för olika undersökningar med tiden reduceras kommer också dosnivåerna för lågdos-CT att sänkas. Så länge undersökningen handlar om skelettförändringar kan dosen reduceras en hel del utan påverkan på bildkvaliteten eftersom skelett har en hög inneboende kontrast visavi omgivande mjukdelar. Det är fullt möjligt att göra CT till samma organdos som för röntgenundersökning, till exempel ländrygg (ref 2) vilket ger en CT av förhållandevis låg kvalitet med hög brusnivå, men som ändå ger mera diagnostisk information än motsvarande röntgenundersökning tack vare den tomografiska metoden och tredimensionell datavolym. Det kan dock krävas en del justeringar av inställningar för att få en så bra lågdosundersökning som möjligt. Bild 3. 

ORDLISTA

• CBCT – cone beam computed tomography: extremitetsdatortomografi
• CT – computed tomography: datortomografi
• DECT – dual energy computed tomography: dubbelenergidatortomografi
• kVp – kilovoltage peak: enhet för rörspänning
• MRT – magnetisk resonanstomografi
• PACS – picture archiving and communication system
• RIS – radiology information system
• Voxel – volume element: bildvolym som avbildas som en bildpunkt

EXTREMITETS-CT, CONE-BEAM CT, CBCT

Ett specialfall av CT är extremitets-CT som är en variant av cone-beam CT. Namnet kommer av att detektorn är rektangulär – i princip samma detektor som används för vanliga röntgenundersökningar – och att strålknippet blir konformat och inte sektorformat som i en vanlig helkropps-CT. Detektorkonstruktionen tillåter heller inte kalibrering vilket gör att de Hounsfieldvärden som mäts upp inte kan användas för vävnadskarakteristik som i en helkropps-CT. CBCT finns på många olika motoriserade röntgenstativ, både C-bågar på operation och större utrustningar på röntgenavdelningen. Den CBCT som används på röntgenavdelningar för muskuloskeletalt bruk har sina rötter i tandröntgenapparater och har konstruerats för att undersöka distala armar och ben med ett gantry som kan vinklas och tilllåter stående undersökningar. Den spatiella upplösningen är högre än på helkropps-CT och stråldosen lägre. Bild 4: Extremitets-CT kräver en ganska omfattande ortopedisk och reumatologisk verksamhet för att vara ekonomiskt försvarbar. Där maskinerna inhandlats används de främst för primärdiagnostik av misstänkt scaphoideumfraktur utan att först utföra röntgenundersökning, som preoperativ planering av komplicerade handledsfrakturer, och för belastad CT av fot och fotled.

DUBBELENERGI-CT, DECT

Förutsättningen för att skapa bilder med röntgenstrålar är att olika vävnader attenuerar röntgenstrålen olika mycket vilket skapar kontrast mellan vävnader. Om man undersöker en kroppsdel vid olika rörspänning kommer attenueringen i vävnaderna att variera och kontrastförhållandet mellan olika vävnader att ändras. Bild 5: Detta är förutsättningen för dubbelenergi-CT, där en kroppsdel undersöks samtidigt vid olika rörspänning (normalt 80 och 140 kVp) och informationen från de olika spänningarna kan användas till att beräkna ny information. På så sätt kan till exempel uratutfällningar vid gikt kartläggas (Bild 6) och benmärgsödem vid trauma avbildas och ger en bild liknande den vid MRT (ref 3; Bild 7). Det finns många andra frågeställningar där DECT kan användas. 

Men även konventionell CT kan påvisa benmärgsödem, främst hos osteoporotiska äldre med höftfraktur eller kotfraktur där ett benmärgsödem kontrasterar tydligt mot bakgrunden av fetthaltig gul benmärg (ref 4,5). Vid misstänkt ockult höftfraktur hittar man fler frakturer med hjälp av benmärgsödem än med hjälp av kortikala frakturer. Det krävs att man använder ett mjukdelsfönster (bukfönster) vid granskningen. Diagnostiken underlättas också om undersökningen är gjord med en medel-mjuk rekonstruktionsalgoritm utan för mycket kantförstärkning och om man vid misstänkt höftfraktur har tillgång till jämförande bilder från den andra höften. Bild 8 

FOTONRÄKNAR-CT 

Det senaste och mycket spännande tillskottet i CT-arsenalen är den fotonräknande datortomografen. Detektorerna är här av en helt ny konstruktion. I en vanlig CT fångas röntgenfotonerna av ett fluorescerande material där det synliga ljuset kan mätas i en scintillator som omvandlar informationen till en elektrisk signal. Alla fotoner som når detektorn ger ungefär samma effekt och detektorn är därmed energiintegrerande. I en fotonräknande CT avläses varje röntgenfoton direkt av en speciell detektor. Det för med sig flera viktiga effekter. Dels kan detektorerna packas tätare eftersom det inte behöver finnas någon vägg mellan dem som hindrar ljuset att spridas i sidled. Den spatiella upplösningen blir därför högre samtidigt som stråldosen kan sänkas. Dels kan varje fotons energi läsas av, vilket gör att varje undersökning blir en spektral-CT som kan utnyttjas för ännu mera avancerad dubbelenergi- CT. Lågdosundersökningar blir också bättre. De första maskinerna installerades i Sverige under hösten 2023 och håller nu på att utvärderas i klinisk verksamhet. Om maskinerna är så bra som det verkar och priset kan hållas på en rimlig nivå är det troligt att fotonräknar-CT kommer att ersätta all annan helkropps-CT efter hand. 

Även om MRT kanske är det man i första hand tänker på när man talar om avancerad muskuloskeletal bilddiagnostik är CT en viktig arbetshäst inom muskuloskeletal diagnostik med många viktiga applikationer och ibland även fördelar gentemot MRT och fortfarande en mycket snabb teknisk utveckling. 

Mats Geijer 

Professor och universitetssjukhusöverläkare
Avdelningen för radiologi
Göteborgs universitet och Sahlgrenska universitetssjukhuset Göteborg

LITTERATUR 

1. Schulz RA, Stein JA, Pelc NJ (2021) How CT happened: the early development of medical computed tomography. J Med Imag 8:. https://doi.org/10.1117/1. JMI.8.5.052110 

2. Alshamari M, Geijer M, Norrman E, et al (2016) Low dose CT of the lumbar spine compared with radiography: a study on image quality with implications for clinical practice. Acta Radiol 57:602–611. https:// doi.org/10.1177/0284185115595667 

3. Björkman A-S, Koskinen SK, Lindblom M, Persson A (2020) Diagnostic accuracy of dual-energy CT for detection of bone marrow lesions in the subacutely injured knee with MRI as reference method. Acta Radiol 61:749–759. https://doi. org/10.1177/0284185119877343 

4. Geijer M, Dunker D, Collin D, Göthlin JH (2012) Bone bruise, lipohemarthrosis, and joint effusion in CT of non-displaced hip fracture. Acta Radiol 53:197–202. https:// doi.org/10.1258/ar.2011.110466 

5. Henes FO, Groth M, Kramer H, et al (2014) Detection of occult vertebral fractures by quantitative assessment of bone marrow attenuation values at MDCT. Eur J Radiol 83:167–172. https://doi.org/10.1016/j. ejrad.2013.09.015