הדמיית SPECT ו- CT משולבת כדי להמחיש את תפקוד הלב

הדמיית SPECT/CT משתמשת בשתי שיטות הדמיה נפרדות, SPECT ו- CT, כדי להשיג מידע פונקציונלי ואנטומי כדי לשפר את יכולת האבחון הכוללת. ב- CT, תמונות רנטגן מרובות של 2D נאספים כדי ליצור מודל תלת-ממדי של האנטומיה של המטופל או החיה. מודל CT זה מותך לאחר מכן עם SPECT, המשתמש במעקב רדיואקטיבי כדי לספק הערכה תפקודית של איבר פנימי (כלומר, המוח או שריר הלב). בדומה ל-CT, SPECT משתמש גם בתמונות 2D שנרכשו כדי ליצור דגם תלת-ממדי. יחד, SPECT/CT מספק ציוני דרך אנטומיים והערכה תפקודית שניתן להשתמש בהם באבחון ראשוני או כדי לאפיין את התקדמות המחלה.

הבסיס להדמיית CT הוא אוסף של תמונות רנטגן 2D. במהלך ההדמיה, צילומי רנטגן נפלטים ממקור. כשצילומי הרנטגן עוברים דרך החולה, חלק מצילומי הרנטגן נספגים. באופן כללי, חומרים בצפיפות גבוהה יותר סופגים יותר צילומי רנטגן מחומרים בצפיפות נמוכה יותר. בגלל זה, העצם נוטה לספוג יותר צילומי רנטגן מאשר רקמה רכה. לאחר שצילומי הרנטגן עוברים בגוף, צילומי הרנטגן הנותרים (שאינם נספגים) נאספים על ידי גלאי שיכול לקבוע את עוצמת צילומי הרנטגן ביחידות הונספילד. פעולה זו מפיקה תמונה 2D הנקראת פרוסה. מקור הרנטגן והגלאי מסתובבים לזווית ייעודית ומתורגמים לרכישת פרוסה נוספת. ככל שהסריקה מתקדמת, המקור והגלאי ממשיכים לסובב את פרוסות הדו-ממדיות, ויוצרים אוסף של תחזיות באוריינטציות שונות (איור 1). לאחר מכן, הפרוסות משוחזרות ליצירת דגם תלת-ממד.

איור 1: דיאגרמה המדגימה a) ייצור של הקרנת רנטגן בודדת ו-b) סיבוב של מקור רנטגן וגלאי ליצירת תמונה 2D מלאה. לאחר מכן ניתן לתרגם התקנה שלמה זו ליצירת נתונים נפחיים.

SPECT עובד באופן דומה ל- CT, אך רוכש את פליטת קרני הגמא במקום קרני רנטגן. בטכניקת הדמיה גרעינית זו, מכשיר מעקב רדיואקטיבי מוזרק למטופל. עם הזמן, העוקב נרקב, פולט קרני גמא. מצלמת גמא מצלמת את קרינת הגמא ויוצרת תמונה דו-ממד. בדומה ל-CT, המצלמה אוספת תמונות 2D במקומות שונים. לאחר ההדמיה, הפרוסות משוחזרות ויוצרות ערכת נתונים תלת-ממדית. לאחר מכן, הכרכים מ- CT ו- SPECT רשומים במשותף כדי לספק הערכות אנטומיות ופונקציונליות כאחד.

תוצאות מייצגות באמצעות מעקב מבוסס Tc ^{99 מ 'בחולדה}מודגמים באיור 2. רכישת SPECT/CT אמורה להציג את נתוני SPECT (המוצגים כגוונים של צהוב/כתום באיור) על נתוני CT (המוצגים כגוונים של אפור). בתוך מודל SPECT, מידת הפעילות הפיזיולוגית מודגמת על ידי עוצמת הצבע. לכן, האזורים של צהוב להראות פעילות גדולה יותר מאשר אזורים של כתום. נתוני SPECT בנתון נרכשו על ידי איסוף 30 תמונות של דקה אחת. הרזולוציה המתקבלת היא 0.8 מ"מ.

איור 2: תמונות מייצגות הממחיות פונקציונליות לבבית. הנוף משמאל הוא דגם SPECT/CT הכולל, בעוד ששלוש התצוגות מימין מציגות תמונות מוגדלות של המישורים הטרונליים, הקשתים והטרנסאקסיאליים של הלב. גוונים אפורים הם של CT ומצביעים על מבנה השלד, בעוד הגוונים הכתומים / צהובים הם של SPECT. מידת הפעילות מסומנת על ידי עוצמת הצבע עם לבן להיות גדול יותר מאשר שחור. תמונות באדיבות ד"ר שואנג ליו.

SPECT/CT שימש לאספקת מידע אנטומי ופונקציונלי. ההליך הכללי כלל הזרקת רדיונוקליד, הדמיה, ולאחר מכן שחזור של הנתונים. הליך זה, הנדון בהקשר של הדמיה קטנה של בעלי חיים, דומה למה שבוצע קלינית. עם זאת, השימוש בבעלי חיים קטנים מוסיף כמה ניואנסים טכניים נוספים שאין להתעלם מהם. מודלים קטנים של בעלי חיים, כפי שניתן לשער, מחייבים שימוש ברזולוציה גבוהה יותר בהדמיה. בנוסף, בעלי חיים קטנים הגבירו את קצב הלב ואת קצב הנשימה, הדורשים הדמיה מהירה יותר. נשימה ופעימות לב עלולות לגרום לתנועה של החיה במהלך ההדמיה, מה שמקשה על השגת נתונים מדויקים. כדי לפצות על בעיות פוטנציאליות אלה, ניתן ליישם את ההבעה הלב והנשימה. הגטינג מאפשר למכונה לרכוש תמונות בזמנים ספציפיים ביחס למחזורי הלב והנשימה של החיה. לדוגמה, הדמיה מתרחשת בין נשימות החיה ובחלק מסוים של מחזור הלב שלה. שינויים אלה מאפשרים הדמיה משופרת של מודלים קטנים של בעלי חיים.

ההליך הכללי להדמיית SPECT/CT של מודל בעלי חיים קטן הודגם. הנתונים המתקבלים מראים אזורים של חילוף חומרים מוגבר בהקשר של האנטומיה, ובכך מאפשרים אבחון טוב יותר ואפיון מחלות.

הדמיית SPECT/CT היא טכניקה ישימה נרחבת, המשתרעת על פני מגוון תחומים כולל קרדיולוגיה, אונקולוגיה ודלקת. בתחום הקרדיולוגיה, מחקרי זלוף שריר הלב מעסיקים SPECT / CT כדי לאבחן חסימות של עורקים כליליים על ידי הדגמת כמה טוב הדם זורם דרך שריר הלב. חולים שעברו מחקר זלוף שריר הלב יתאמנו כדי לגרום ללחץ לבבי. לאחר מכן יוזרק למטופל מעקב רדיואקטיבי המתערבב עם הדם הנע בכל הגוף. אם הדם אינו מסוגל להגיע לאזור מסוים של הלב עקב חסימה בעורק הכלילי, אז גם לא המעקב. תמונות SPECT/CT יצולמו לאחר פעילות גופנית, ולאחר מכן, לאחר שהמטופל נח. במהלך הדמיית SPECT/CT, אזורים שהדם לא יכול להגיע אליהם יופיעו כחשוכים, מה שמצביע על חסימות כלילית פוטנציאליות או אוטם.

ביישומים אחרים, כגון באונקולוגיה ובדלקת, ניתן לבחור את המעקב הרדיואקטיבי כדי למקד באופן סלקטיבי מולקולה ביולוגית. במקרה של אונקולוגיה, המעקב הרדיואקטיבי מכוון לקולטן ספציפי של פני תא שנמצא בגידולים. לאחר מכן, ספיגת המעקב הרדיואקטיבי במהלך הדמיית SPECT/CT מרמזת על נוכחות של גידול. לבסוף, במקרה של דלקת, המעקב הרדיואקטיבי יכול למקד את הזיהום או דלקת תוך מתן מיקום אנטומי מדויק. זה בעל ערך בעת אבחון היקף דלקת הניוונית, שהיא זיהום של העצם. לסיכום, SPECT/CT היא גישת הדמיה רב-תכליתית המשלבת שתי טכניקות כדי לספק מידע אנטומי ותפקודי לא פולשני.