Ugrás a tartalomhoz

Orvosi leképezéstechnika

Balkay László (2011)

Debreceni Egyetem

Kvantitatív értékelési módok

Kvantitatív értékelési módok

A következő szakaszokban áttekintjük azokat a legalapvetőbb módszereket, amelyekkel számszerű eredményeket nyerhetünk izotópdiagnosztikai képekből:

  • Beütés-arányok

  • Görbeillesztés és –paraméterek

  • Dekonvolúció után görbeillesztés

  • Gamma-változós függvény

  • Rekeszes kinetikai modell

  • "Grafikus" módszerek

  • Résztérfogat-hatás korrekciója.

Egy gamma-kamerás vagy PET kép eleve digitálisan keletkezik, vagyis képelemekre bomlik, amelyeket nem a színük, hanem a hozzájuk rendelt beütésszám ill. koncentráció jellemzi. A számszerű paraméterek nyeréséhez ki kell jelölnünk (pl. körül kell rajzolnunk) a bennünket érdeklő területeket (angolul: ROI="region of interest").

Statikus vizsgálatok

Ilyenkor az elemezni kívánt területet:

  • vagy az ellenoldali, normálisan hasonlóan működő párjával hasonlítjuk össze – ez pl. a páros szervek esete;

  • vagy kiválasztunk egy referencia-területet, amihez viszonyítjuk a vizsgált szervet ill. régiót.

Az elsőre példa a szeparált vesefunkció számolása, vagyis hogy a teljes veseműködés milyen arányban oszlik meg a két vese között.

Referencia-területet használunk például a sacroiliacalis index számolásakor, amikor (zajszűrő simítás után) a sacroiliacalis ízületen belüli maximális radiofarmakon-felvételt viszonyítjuk a keresztcsont átlagos felvételéhez a difoszfonáttal készült csontszcintigramon.

Sacroiliacalis index számolása hátulnézeti csontszcintigramból. (Bal: 1,27; jobb: 1,34. A normál tartomány felső határa felnőtteknél 1,51.)

Paraméterek számolása görbékből

A dinamikus vizsgálatok alapvető feldolgozási lehetőségeiről (görbeképzés és parametrikus képek előállítása) korábban már szóltunk a képfeldolgozással foglalkozó fejezetben. A következőkben néhány speciális alkalmazási területet mutatunk be.

Gamma-változós függvény

A gamma-változós függvényt (angolul: gamma variate function) gyakran használjuk olyan folyamatok modellezésére, amikor egy bólus egymást követő "rekeszeken" áthaladva egyre inkább elnyúlik, szétterül.

Modell:

  • sok kis rekesz füzérszerűen

  • bennük tökéletes elkeveredés

  • köztük időigényes csatorna.

További feltevés, hogy a szerv "lineáris operátorként" működjön, vagyis:

  • kétszer akkora aktivitás beadására a válasza az eredeti idő-aktivitás görbe kétszerese ("multiplikatív")

  • és egymást követően beérkező aktivitás-vonulatokra ("bemenő jelekre", vagyis a szervet ellátó verőérben mérhető aktivitásokra) adott válasz azonos lesz az egyedi bemenetekre adott válaszok összegével ("additív").

Matematikai leírását az alábbi képlet adja:

8.1. ábra - eq_7_1.png

eq_7_1.png

Példa a görbeillesztésre:

Az ábra jobb oldalán látható paraméterek közül leggyakrabban az átlagos áthaladási időt ("mean transit time", MTT), és a görbe alatti területet (integrált) alkalmazzuk.

Szívshunt számszerű elemzése

Például ha kis térfogatban, rövid idő alatt (="bólusban") adjuk be intravénásan a radiofarmakont, és a tüdő területén kapott idő-aktivitás görbe egyedi csúcsaira gamma-változós függvényt illesztünk, az azok alatti terület az egy-egy folyamatban áthaladó teljes aktivitással lesz arányos. Egészséges emberben a beadott radiofarmakon sorra bejárja a jobb szívfél – tüdő – bal szívfél – nagy vérkör – jobb szívfél utat, mielőtt újra megjelenne a tüdőben. Azoknál viszont, akiknek bal-jobb shuntje van (vagyis közvetlen átjárás a bal szívfélből a jobb szívfélbe), hamarabb megjelenik újra a radioaktivitás a tüdőben. Az alábbi ábrán a megjelent shunt-csúcs alatti terület (A2) jellemzi a rendellenesen visszaáramlott vér mennyiségét, amennyivel kevesebb vér jut a nagy vérkörbe.

A pulmonáris (tüdő) és szisztémás (nagy vérköri) keringés arányát az alábbi hányados jellemzi:

8.2. ábra - eq_7_2.png

eq_7_2.png

Mivel egészséges emberben a közbülső (shunt-) csúcs nem jelenik meg a tüdőgörbén, vagyis A2=0, a hányados 1 lesz. Nagyobb értékei egyre jelentősebb shuntre utalnak.

Más alkalmazások: perctérfogat, máj vérellátása, stb.

Dekonvolúció

Egy szerv fölött mérhető idő-aktivitás görbe alakját a szerv működésén kívül az is befolyásolja, hogy milyen hosszan érkezik bele radiofarmakon-utánpótlás a vérből. Például egy normálisan működő vese görbéje elnyújtottabbá válik, ha a másik vese nem működik, mert hosszabb ideig jut neki radiofarmakon a vérből.

Azt a matematikai műveletet, amellyel (a vérbeli és a szerv fölött mért idő-aktivitás görbe ismeretében) kiszámolhatjuk, hogy milyen görbét mérhetnénk a szerv fölött, ha a vérből csak egyetlen impulzus formájában jutna a szervbe a jelzett anyag, dekonvolúciónak, a kiszámolt "ideális" válaszgörbét pedig maradék impulzusválasz-függvénynek (angolul: "residual impulse response function") nevezzük.

A fenti ábra egy dinamikus vesevizsgálat ROI-kijelöléseit és idő-aktivitás görbéit mutatja, míg a lenti a vesékre számolt maradék impulzusválasz-függvényeket. Ezek 1-ről indulnak (kezdetben az összes radiofarmakon, ami kiválasztódott a vesében, még benne is van), és 0-ra csökkennek (mire az összes kiválasztott jelzett anyag elhagyja a vesét a vizelettel).

A maradék impulzusválasz-görbéből kiszámolható, hogy mennyi a radiofarmakon átlagos áthaladási ideje a vizsgált szerven: ez épp a maradék impulzusválasz-görbe alatti területtel egyenlő. A fenti példában a jobb vese (piros) radiofarmakon-áthaladási ideje kórosan megnyúlt.