Karaca L, Çocuklarda Kardiak BT Tekniği ve Çekim Protokolleri 2014;2(2):167-172 ÇOCUKLARDA KARDİAK BT TEKNİĞİ VE ÇEKİM PROTOKOLLERİ Leyla Karaca, Mecit Kantarcı Atatürk Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Radyoloji Anabilim Dalı, Erzurum Yazışma Adresi Mecit Kantarcı Atatürk Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Radyoloji Anabilim Dalı, Erzurum E-posta: akkanrad@hotmail.com Tel : (+90) 536 8673438 Anahtar Kelimeler BT protokol, teknik, pediatri, Özet Çok kesitli BT (ÇKBT) deki hızlı gelişmeler çocuklarda kardiak BT nin klinik kullanımında büyük ölçüde artışa neden olmuştur. Son zamanlarda kullanılan BT çekim teknikleri sadece hava yolu, akciğer ve ektrakardiak büyük damarlar hakkında değerli bilgiler vermekle kalmamalı aynı zamanda çocukların koperasyonunu düşünmeden intrakardiak yapıları ve koroner arterleri de doğru bir şekilde değerlendirebilmelidir. Tüp voltajı ve uygun tüp modulasyonu gibi doz koruma stratejileri ve endikasyona göre seçilen bireysel BT çekim parametreleri pediatrik hastalarda kardiak çekimde radyasyon dozunu minimize edebilir. Ek olarak kardiak BT için intavenöz injeksiyon protokellerinin optimizasyonu komplex kardiak defektli hastalarda bile vasküler opasifikasyonu kaliteli bir şekilde sağlayabilir. Pediatrik kardiak BT ile ilgilenen radyologlar optimal çekim tekniklerini ayarlayabilmeli ve görüntüleme bulgularını doğru bir şekilde yorumlayabilmelidir. Bu nedenle bu makalenin amacı pediatrik hastalarda güncel kardiak BT teknik ve protokollerini sunmaktır. ABSTRACT The recent rapid developments in multidetector row CT (MDCT) have substantially increased its clinical use for cardiac CT scanning in children. The CT scanning techniques that are currently available can not only precisely assesss the extracardiac great vessels, lungs, and airway, but must also accurately evaluate the coronary arteries and intracardiac structures regardless of the cooperation of children. CT scan dose parameters individually adapted to body habitus and dose saving strategies, such as low tube voltage and tube current modulation, can now minimize radiation dose in cardiac CT scan imaging in pediatric patients. Furthermore optimization of intravenous injection protocols for cardiac CT scans can result in high levels of homogeneous vascular opasification even in pediatric patients with complex cardiac defects. Radiologists involved cardiac CT scan assessment of children should be able to optimally adjust cardiac CT scan techniques and accurately interprent cardiac CT scan findings. Therefore, the aim of this article is to review current cardiac CT scan techniques and protocols in pediatric patients. Giriş Çok kesitli BT (ÇKBT) nin son bir kaç on yıldır kullanıma girmesi sebebiyle çocuklarda kardiak BT nin klinik kullanımında belirgin artış meydana gelmiştir. Düşük radyasyon dozu ve EKG senkronize çekimlerle kombine edildiğinde hem daha hızlı hem de daha çok anatomik yapının incelenmesi çekim kalitesini arttırmıştır. Key words: Cardiac CT, protocol, technique, pediatric Temporal ve uzaysal rezolüsyondaki gelişmelerle BT teknolojisindeki yenilikler kompleks kongenital hastalıklı pediatrik hastaları kapsayan kardiovasküler görüntülemeyi de içine almıştır. Görüntü kalitesini etkileyen en önemli faktörlerden biri olan kardiak senkronizasyon iki şekilde sağlanabilir. Retrospektif yöntemde kalp tüm siklus boyunca taranmakta ve en hareketsiz olduğu faz baz 167
alınarak görüntüler oluşturulmaktadır. Prospektif yöntemde ise kardiak siklusun sadece önceden belirlenmiş bir kısmında görüntüleme yapılmaktadır. BT teknolojisindeki gelişmelerle kardiak senkronizasyon olmaksızın koroner arterlerin ve kardiak yapıların görüntülenmesi imkanını sağlanmıştır (1,2). Bununla birlikte koroner arterlerin anatomik detaylarının değerlendirilmesi retrospektif yöntem kullanılarak sağlanır (3). Retrospektif yöntemde radyasyon dozunun artması pediatrik hastalarda sınırlayıcı bir faktördür. Radyasyon dozunu belirgin şekilde azaltan ve düşük kalp hızlı yetişkinlerde kullanılan prospektif yöntemin aksine, bazı çalışmalarda; prospektif ve retrospektif yöntemle elde edilen görüntüler arasında koroner arterlerin tespit edilmesi ve imaj kalitesi açısından anlamlı bir fark bulunmamıştır (4,5). Çift kaynak BT deki gelişmelerle pediatrik popülasyonda nonkoroner aplikasyonlar için bile için EKG senkronize görüntülerin elde edilmesi mümkündür. Yüksek temporal rezolüsyon ile inceleme alanının daha hızlı taranabilmesi, çocuk ve adultlarda yüksek kalp atımını sınırlayıcı bir faktör olmaktan çıkarmıştır (6,7). Kullanılan temel çekim tekniklerinin özelliklerinin kavranması farklı endikasyonlarda pediatrik hastalara yaklaşımda kolaylıklar sağlayabilir. BT angiografi EKG senkronizasyonu olmadan çekilen spiral ÇKBT; çocuklarda torasik ve kardiovasküler malformasyonların değerlendirilmesinde yaygın olarak kullanılan bir görüntüleme tekniğidir (2). Supmilimetrik izotropik verilerin elde edilebilme imkanı hem imaj rezolüsyonunu arttırır, hem de hareket ve respiratuar artefaktları minimalize eder. Farklı planlarda imaj verilerinin rekontrüksiyon imkanı da tanıya büyük katkıda sağlamaktadır (2,8). EKG senkronizasyonu olmaksızın bile proksimal koroner arterlerin yeterli vizüalizasyonu 16 kesit BT ile bir çalışmada bildirilmiştir(9). Bununla birlikte koroner arterlerin net bir şekilde değerlendirilmesinin kalp atım hızı ve yaşa bağlı olduğu bulunmuştur. Kompleks kardiak kalp hastalıklı hastalarda koroner arterlerin değerlendirilmesindeki gereksinimlerin en iyi tanımı Combo BT protokolünde tanımlanmıştır. Bu konotrunkal bölge üstüne fokuslanarak EKG senkronizasyonu olmaksızın toraks girişine kadar spiral taramayı içerir. Bildirilen toplam doz bir yaşın altındaki çocuklarda 1. 8 ve 1. 4 msv dir (10,11). Spiral BT deki kapsama alanının artmasından dolayı radyasyon dozunun artması kaçınılmazdır. Bu problem bazı BT cihazlarında radyasyonu engelleyen adaptative koruma kalkanı ile azaltılmaya çalışılmıştır. Adult kardiak görüntülemenin aksine, kongenital kalp hastalıklı pediatriklerde BT angiografinin kapsamı klinik endikasyona bağlı olarak diyaframdan apekse kadar uzanım gösterir. Ve sıklıkla aortopulmoner kollateral damarlar veya anormal pulmoner venöz dönüşün değerlendirilmesini kapsayacak şekilde infakardiak ve ekstrakardiak yapılara uzanım gösterir. Bu şekilde proksimal koroner arterlerin orijin bölgelerininde görüntülenmesi mümkündür(11). Daha küçük çocuklar görüntülenmek istendiğinde noisi arttırmasına rağmen ince kesit kolimasyon kullanılmalıdır. Gürültü multiplanar reformasyon kullanılarak ve kesit kalınlığının rekonstrüksiyonu arttırılarak kompanse edilebilir. Retrospektif spiral BT Retrospektif yöntemle kardiak görüntüleme hem tek hem de çift kaynak ÇKBT kullanarak adultlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek kaynak BT de iyi bir temporal rezolüsyonu elde etmek multisegment rekonstrüksiyon ile düşük pich değerini ( 0.2) gerektirir. Düşük pich değerinin kullanımı radyasyon dozunu ve total zamanı arttırarak, aynı bölgere multiple eksposure yaparak tüp rotasyonunun dedektör seviyesinden daha az ilerlemesini sağlar. 80 nin üzerindeki kalp atımında EKG senkronizasyonunun uygulamasındaki zorluklardan dolayı çocuklarda retrospektif yöntem kullanımı sınırlıdır. Bununla birlikte çift kaynak CT de tek segment rekonstrüksiyon ve kalp atımı göz önüne alınmaksızın temporal rezolüsyonun geliştirilmesiyle, beta bloker ihtiyacı olmaksızın hareketli kardiak yapıların değerlendirilebilmesi mümkündür (10,12). Retrospektif çift kaynak BT nin radyasyondan koruyucu özellikleri adaptative pich sayesinde sağlanır. Adaptative pich kalp atış oranı ile artar ve EKG kontrollü anlık tüp akımı sağlar. Bu yüksek kalp atım oranında bile düşük dozda kaliteli imaj elde edebilmeyi sağlar (10). Buda kompleks kardiak patolojili çocuklarda düşük radyasyon dozu ile değerlendirilebilecek kalitede imajların 168
elde edilebilmesini sağlar. Retrospektif yöntemli BT de bilgi kazanımı hem diastolik faz sırasında hem de kardiak siklusun diğer fazları sırasında toplanır. Çocuklarda sistolik fazın sonunda kalp atımı 80 nin altına olması tercih edilir. Bu durumda hareket artefaktları daha azdır. EKG kontrollü anlık tüp modülasyonuna bağlı olarak tüp akımı % 4 veya % 25 oranında azaltılabilir. (12,13,14). Çift kaynak BT kalp atım hızına uygun masanın adaptasyonunu sağlar. Yüksek bir pich değerinde BT veri elde etme zamanı azalır. Buda dramatik bir doz azaltımına sebep olur (12). Prospektif EKG senkronize spiral BT Prospektif yöntemle spiral ÇKBT stabil ve düşük kalp hızlı adultlardaki koroner arter hastalıklarının değerlendirilmesi için iyi tanımlanmıştır. Aynı zamanda kardiak siklusun sadece en hareketsiz fazında görüntü elde ederek doz azaltımı için de etkili bir tekniktir. ÇKBT çocuklarda 100 ün üstünde kalp atım oranlarında bile prospektif spiral BT nin kullanımını mümkün kılar. Retropektif kardiak görüntüleme ile karşılaştırıldığında prospektif spiral BT tekniği ile ilğili bazı limitasyonlar vardır; bu teknik ventriküler fonksiyonel analizi içermez. Komşu iki kesit arasındaki kontrast opasifikasyonu belirgindir. Step artefaktı daha fazladır ve uzamış veri elde etme zamanı nefes artefaktına sebep olabilir (14). Bu teknik kalp atım hızı 80 nin üzerinde olduğunda kardiak görüntülemede kullanılır. Veriler maksimum imaj kalitesini elde edebilmek için sistol sonunda elde edilir (13,14,15). Bu aynı zamanda step artefaktını da nimimalize edebilir. Step artefaktı aksiyel planlar yorumlandığında genelde problem olmaz. Sadece farklı planlarda yorumlamada güçlüğe sebebiyet verebilir. Çift kaynak BT de kullanıcı tarafından tanımlanan farklı parametreler kullanılarak rekontrüksiyon oluşturulabilir. Buda farklı kardiak fazlarda görüntü elde edilebilme imkanını sağlar (17). olarak tanımlanan kontrast maddenin miktarı kg başına 1 ila 3ml arasında ve iyot konsantrasyonu 300-400ml I/ml, saniyede 0.5-1.5ml hız kullanılır. Ortalama 1 ila 1.5cc/ kg kontrast kullanımı tercih edilir. Enjeksiyon hızı kullanılan kanülün büyüklüğüne göre değişir. 24 G için 1,5cc/ sn, 22 G için 2-2,5cc/sn hızla verilebilir (16). Kontrast madde verildikten sonra salin solüsyonu verilir. Gerektiğinde sedasyon için oral kloral hidrat veya IV midazolam verilebilir. Görüntüleme zamanı test bolus ve bolus traking yöntemi ile saptanabilir. Daha az kontrast madde ve radyasyon dozu nedeniyle bolus traking yöntemi daha çok tercih edilmektedir(16). Region of interest (ROI) öncelikle inen aorta veya sol ventrikül içine yerleştirilir. Tetikleme değeri olarak 100-120HU değeri kullanılabilir. Kardiak BT nin son yıllarda çok geniş kullanım alanı bulmasına rağmen özelikle çocuklarda radyasyon dozu sınırlayıcı bir faktör olarak düşünülmektedir. Bu nedenle endikasyon seçiminde çok dikkatli olunmalıdır. Mutlaka en az radyasyon dozu ile tanısal görüntü elde etme prensibi uygulanmalıdır(alara- as low as reasonably achievable). Sonuç olarak kardiyak BT de yorumlama çok önemlidir. Pediatrik kalp hastalıklarını tanımlamak, yaygın komplikasyonların görüntüleme bulgularını, spesifik girişimsel prosedürlerle ilgili karakteristik işaretleri ve tipik preoperatif ve postoperatif görüntüleme bulgularını anlamak hem radyolog hemde klinisyen açısından önem arzeder (18,19). Bu yüzden özelikle pediatrik popülasyonda kardiyak BT uygun endikasyon ve çekim teknikleri kullanılarak çok değerli bilgiler sağlar. İntravenöz kontrast madde Kontrast madde opasifikasyonu pediatrik hastalarda teşhis açısından çok önemli bir parametredir. Kontrast maddenin konsantrasyonu, kullanımı yönüyle araştırmacılar arasında farklılıklar vardır. Vücut ağırlığına bağlı 169
OLGULAR Resim 1: EKG senkronizasyonu olmaksızın spiral BT angiorafi tetkikinde arkus aorta ile pulmoner arter arasında patent duktus erteriosun aksiyel görüntüsü Resim 4: Çift kaynak BT ile EKG senkronize sağittal- koronal aksiyel imajlarda(a-b) kalpten tek bir trunkal arter çıkmakta ve pulmoner arterler ayrılmaktadır. Aksiyel imajda interventriküler septumda geniş bir defekt ve atrial septumda küçük bir defekt izlenmektedir(c-d). Resim 2: Bolus traking yöntemi ile çekilmiş aksiyel imajlarda sağ aortik ark izlenen erkek hasta Resim 3: Retrospektif spiral BT incelemede sol akciğerde hipovaskülarizasyonun dikkati çektiği sol pulmoner atrezili kontrastlı aksiyel imajların izlendiği olgu. Resim 5: Kalpten tek bir trunkal arterin çıktığı tunkus arteriosusun volüme rendering görünümü 170
Kaynaklar 1. Lee T, Tsai IC, Fu YC, Jan SL, Wang CC, Chang Y, Chen MC. Using multidetector-row CT in neonates with complex congenital heart disease to replace diagnostic cardiac catheterization for anatomical investigation: initial experiences in technical and clinical feasibility. Pediatr Radiol. 2006;36:1273-82. 2. Phalla Ou, David S Celermajer, Giulio Calcagni, Francis Brunelle, Damien Bonnet, and Daniel Sidi. Three dimensional CT scanning: a new diagnostic modality in congenital heart disease. Heart 2007; 93: 908 913. Resim 6: Retrospektif yöntemle elde edlmiş çift kaynak BT de sagittal imajda cift aortik ark görünümü(a) ile sağ aortik arkın görüldüğü aksiyel ve koronal imajlar(b-c). Aksiyel imajlarda pulmoner arterde hipoplazi(c) ve ventriküler septal defekt(d) izleniyor. 3. Tsai IC, Lee T, Chen MC, Fu YC, Jan SL, Wang CC, Chang Y. Visualization of neonatal coronary arteries on multidetector row CT: ECG-gated versus non-ecg-gated technique. Pediatr Radiol 2007;37:818-25. 4. Wu W, Budovec J, Foley WD. Prospective and retrospective ECG gating for thoracic CT angiography: a comparative study. AJR Am J Roentgenol 2009;193:955-63. 5. Hirai N, Horiguchi J, Fujioka C, Kiguchi M, Yamamoto H, Matsuura N, Kitagawa T, Teragawa H, Kohno N, Ito K. Prospective versus retrospective ECG-gated 64-detector coronary CT angiography: assessment of image quality, stenosis, and radiation dose. Radiology 2008; 248:424-30. 6. Gopalan D, Raj V, Hoey ET. Cardiac CT: non-coronary applications. Postgrad Med J 2010;86:165-73. 7. Goo HW. State-of-the-art CT imaging techniques for congenital heart disease. Korean J Radiol 2010;11:4-18. 8. Siegel MJ. Cardiac CTA: congenital heart disease. Pediatr Radiol 38. 2008 9. Goo HW, Park IS, Ko JK, Kim YH, Seo DM, Yun TJ, Park JJ. Visibility of the origin and proximal course of coronary arteries on non-ecg-gated heart CT in patients with congenital heart disease. Pediatr Radiol 2005;35:792-8. 10. Ben Saad M, Rohnean A, Sigal-Cinqualbre A, Adler G, Paul JF. Evaluation of image quality and radiation dose of thoracic and coronary dual-source CT in 110 infants with 171
congenital heart disease. Pediatr Radiol 2009;39:668-76 11. Goo HW, Yang DH. Coronary artery visibility in free-breathing young children with congenital heart disease on cardiac 64-slice CT: dual-source ECG-triggered sequential scan vs. single-source non-ecg-synchronized spiral scan. Pediatr Radiol 2010;40:1670-80. YH. Coronary artery anomalies and clinically important anatomy in patients with congenital heart disease: multislice CT findings. Pediatr Radiol 2009;39:265-73. 12. McCollough CH, Primak AN, Saba O, Bruder H, Stierstorfer K, Raupach R, Suess C, Schmidt B, Ohnesorge BM, Flohr TG. Dose performance of a 64-channel dual-source CT scanner. Radiology 2007;243:775-84. 13. Arnoldi E, Johnson TR, Rist C, Wintersperger BJ, Sommer WH, Becker A, Becker CR, Reiser MF, Nikolaou K. Adequate image quality with reduced radiation dose in prospectively triggered coronary CTA compared with retrospective techniques. Eur Radiol 2009;19:2147-55. 14. Jin KN, Park EA, Shin CI, Lee W, Chung JW, Park JH. Retrospective versus prospective ECG-gated dual-source CT in pediatric patients with congenital heart diseases: comparison of image quality and radiation dose. Int J Cardiovasc Imaging 2010;26 Suppl 1:63-73. 15. Cheng Z, Wang X, Duan Y, Wu L, Wu D, Chao B, Liu C, Xu Z, Li H, Liang F, Xu J, Chen J. Low-dose prospective ECG-triggering dual-source CT angiography in infants and children with complex congenital heart disease: first experience. Eur Radiol 2010;20:2503-11. 16. Frush DP. Thoracic cardiovascular CT: technique and applications. Pediatr Radiol 2009;39 Suppl 3:464-70.AUT- HOR(S) 17. Young, C, Taylor AM, Owens CM. Paediatric cardiac computed tomography: a review of imaging techniques and radiation dose consideration. European Radiology 2011; 21:518-29. 18. Goo HW, Park IS, Ko JK, Kim YH, Seo DM, Yun TJ, Park JJ, Yoon CH. CT of congenital heart disease: normal anatomy and typical pathologic conditions. Radiographics 2003; 23: 147-65. 19. Goo HW, Seo DM, Yun TJ, Park JJ, Park IS, Ko JK, Kim 172