Nízkodávková výpočetní tomografie s cínovou filtrací v diagnostice sakroiliitidy –
naše první zkušenosti

Souhrn

Cíl: Cílem naší studie bylo zjistit radiační zátěž nízkodávkové výpočetní tomografie s cínovou filtrací (Sn LDCT) sakroiliakálních (SI) kloubů. Získanou efektivní radiační dávku jsme porovnali s dávkou potřebnou pro rentgenové vyšetření SI kloubů a s dávkou při standardním CT vyšetření SI kloubů.

Soubor: Retrospektivně jsme hodnotili obrazovou dokumentaci 52 nemocných, kteří podstoupili cílené CT vyšetření SI kloubů v posledních 5 letech. Pro potřebu této studie jsme je rozdělili na skupinu vyšetřenou Sn LDCT a ostatní, kteří byli vyšetřeni standardní dávkou bez cínové filtrace. Třetí skupinu tvoří ti pacienti z výše uvedených, kteří měli k dispozici RTG snímek SI kloubů.

Metoda: Výpočet efektivní radiační dávky obdržené při uvedených vyšetřovacích metodách byl proveden s použitím programu ImpactDose 2.3, patient model – real patient data (CT Imaging GmbH, Germany) a PCXMC 2.0 (X-ray, STUK Finland).

Výsledky: Efektivní radiační dávka pro jednotlivé metody v pořadí Sn LDCT, RTG, SDCT byly 0,14 mSv (0,06 až 0,40 mSv), 0,29 mSv (0,06–1,15 mSv), 2,07 mSv (0,69 až 5,35 mSv). Všechna vyšetření měla dobrou kvalitu.

Závěr: Dávky použité při Sn LDCT byly o polovinu nižší než při RTG vyšetření SI kloubů a desetinné ve srovnání se standardním CT. Z toho vyplývá, že Sn LDCT nezatěžuje pacienta nadměrnou radiací.

Klíčová slova:

sakroiliitida – axiální spondyloartritida – zobrazování –cínová filtrace – výpočetní tomografie

ÚVOD

Spondyloartritidy (SpA) představují skupinu chronických zánětlivých revmatických onemocnění s postižením páteřních struktur (sakroiliitida, spondylitida), dále periferních kloubů a entezí. SpA mohou mít i řadu extra-skeletálních manifestací (uveitida, psoriáza, střevní záněty), což svědčí o systémovém charakteru onemocnění. SpA lze rozdělit i podle lokalizace projevů na periferní a axiální (postižení sakroiliakálních kloubů a spondylitida), které lze dále dělit na základě zobrazovacích metod na ankylozující spondylitidu a neradiografickou axiální spondyloartritidu (non-radiographic axial spondyloarthritis – nr-axSpA)(1).

Sakroiliitida je spolu se zánětlivým postižením páteře základním znakem axiálních spondyloartritid (axSpA). Právě průkaz sakroiliitidy zobrazovacími metodami je klíčový pro potvrzení diagnózy axSpA. Zobrazovací metodou první volby je konvenční rentgenové vyšetření (RTG) sakroiliakálního (SI) skloubení v tzv. Fergusonově projekci (2). Pro splnění kritérií radiografické formy axSpA (tedy již ankylozující spondylitidy) pak musí být v rentgenovém obraze podle modifikovaných Newyorských kritérií přítomny alespoň malé lokalizované oblasti s erozemi nebo sklerózou (tj. minimálně stadium 2 oboustranně). Při průkazu pokročilého postižení nebo ankylózy v SI kloubu (stadium 3 nebo 4) stačí pro splnění diagnózy postižení jedné strany. Jelikož jsou definitivní rentgenové změny podmíněny dlouhotrvajícím zánětem SI skloubení, je vývoj rentgenologicky průkazné sakroiliitidy otázkou času a závažnosti onemocnění. Problematika diagnózy sakroiliitidy v časném stadiu axSpA je tedy ztížena při relativně pozdním vývoji rentgenologicky průkazné sakroiliitidy.

Podstatně časnější diagnostiku pak umožní vyšetření pomocí magnetické rezonance (MR), která je schopna identifikovat i iniciální fáze onemocnění ještě před rozvojem strukturálních kostních změn, hovoříme o prerentgenovém (neradiografickém) stadiu.

Uvedené problémy reflektují novější klasifikační kritéria vytvořená pracovní skupinou ASAS (Assessment of SpondyloArthritis International Society) z roku 2009, která umožňují stanovit diagnózu i před vznikem kostních změn detekovatelných na RTG. Do těchto kritérií je zařazena magnetická rezonance (MR) SI kloubů, antigen HLA B27 a nová definice zánětlivé bolesti v zádech (3, 4). V diferenciální diagnostice axSpA je podle recentních doporučení EULAR k použití zobrazovacích technik z roku 2015 možno využít i nízkodávkové výpočetní tomografie (low-dose computed tomography – LDCT), a to zejména u pacientů, kteří mají kontraindikaci k absolvování vyšetření MR nebo případně s hraničním nálezem na MR (5). Benefitem CT oproti RTG je větší přesnost v hodnocení drobnějších kostních změn v období přechodu nr-axSpA a ankylozující spodylitidy (6–8). CT se v současnosti v diagnostice sakroiliitidy rutinně nevyužívá. Donedávna byly dva argumenty proti jejímu použití. Prvním bylo, že užívaná klasifikačních kritérií CT nepoužívají a druhým argumentem byla vysoká radiační zátěž.

Použití LDCT bylo donedávna limitováno horší ostrostí obrazu, především u objemnějších pacientů. Tento problém řeší použití cínového filtru, který filtruje nízkoenergetická spektra rentgenového záření a tím modifikuje rentgenové záření dopadající na tělo pacienta. Spektra s vyšší energií lépe penetrují tělem a podílejí se na tvorbě ostřejšího obrazu a tím zlepšují hodnocení kostních změn i při celkově nízké radiační zátěži. Druhým efektem cínové filtrace je, že omezuje nízkoenergetická spektra, která jsou více pohlcována při průchodu tělem, a tím redukuje radiační zátěž (9).

Nezbytnou součástí LDCT vyšetření je automatická modulace dávky, která zajistí dobrou kvalitu obrazu na základě pevně dané hodnoty napětí a referenční hodnoty proudu. V praxi to znamená, že je automaticky dopočítána hodnota proudu s přihlédnutím k referenční (přednastavené) hodnotě a požadované kvalitě obrazu a odhadu objemu vyšetřované tkáně. Využití tohoto programu umožňuje dosáhnout optimálního obrazu s co nejmenší dávkou (10).

Cílem naší práce bylo srovnání radiační dávky, kterou je zatížen pacient při LDCT s cínovou filtrací (Sn LDCT) s radiační zátěží při RTG. Pro porovnání jsme vyhodnotili i dávky standardního CT SI kloubů.

SOUBOR

Retrospektivně jsme hodnotili obrazovou dokumentaci 52 osob, které podstoupily cílené CT vyšetření SIK v posledních 5 letech na našem pracovišti z indikace revmatologa a s klinickým podezřením na axSpA. Pro potřebu této studie jsme je rozdělili do dvou skupin. První skupinu tvořili pacienti, kteří podstoupili v posledním roce Sn LDCT, druhou zbytek nemocných, kteří byli vyšetřeni dříve CT se standardní dávkou (SDCT). Třetí skupinu tvořili ti, kteří měli k dispozici RTG dokumentaci SI kloubů. Charakteristika souboru je uvedena v tabulce 1.

Všichni pacienti byli seznámeni s rizikem vyšetření a svůj souhlas s jeho provedením vyjádřili podpisem standardního informovaného souhlasu s výpočetní tomografií či rentgenovým vyšetřením. Studie byla schválena etickou komisí naší nemocnice.

METODIKA

Sn LDCT bylo provedeno na dvou zdrojovém výpočetním tomografu Somatom Definition Force (Siemens, Erlangen, Německo) nízkodávkovým protokolem s využitím automatické modulace dávky Care Dose4D (Siemens, Erlangen, Německo). Základní nastavení bylo: napětí na rentgence 100 kV, referenční hodnota proudu 95 mAs, šíře řezu 0,6 mm, pitch 1,2 mm, použita byla přídatná cínová filtrace. Obrazy byly rekonstruovány v kernelu B60 a s použitím iterativní rekonstrukce ADMIRE.

SDCT byla provedena na strojích Somatom Definition 64, Somatom Definition Flash (Siemens, Erlangen, Německo) a Aquilion One (Toshiba, Tokyo, Japonsko). Základní nastavení bylo: napětí na rentgence 120 kV či 140 kV, proud byl určen systémem automatické modulace dávky, šíře řezu 0,6 mm, pitch 1. Rekonstrukce v kernelu B70 s použitím iterativní rekonstrukce.

RTG vyšetření byla provedena dle zvyklostí provádějícího pracoviště. Obvyklejší bylo zhotovení dvou cílených šikmých snímků SI kloubů, to bylo ve 23 případech. Méně často byly k dispozici dva snímky pánve v různých projekcích a to v deseti případech, pouze 8krát byl zhotoven jen jeden snímek pánve v tzv. Fergusonově projekci.

HODNOCENÍ

Zkušená radiační fyzička vyhodnotila radiační zátěž pomocí programu ImpactDose 2.3, patient model – real patient data (CT Imaging GmbH, Germany) a PCXMC 2.0 (X-ray, STUK Finland). Pro hodnocení byla použita efektivní radiační dávka, která je udávána v jednotce miliSievert (mSv), a lze ji vypočítat pro CT i RTG. Pro hodnocení je nutné znát výšku a váhu pacienta. Rozměr těla v místě skenování, který je nezbytný pro výpočet dávky, lze zjistit z obrazové dokumentace jako takzvaný efektivní průměr, který se vypočítá zprůměrováním předozadního a příčného rozměru těla.

Hodnocená vyšetření byla prohlédnuta dvěma radiology s tří- a pětiletou praxí, kteří se vyjádřili k diagnostické kvalitě dokumentace. Rozhodovali, zda je dostatečná pro hodnocení kostních změn či nikoliv. Výsledné hodnocení vzešlo z jejich vzájemné dohody.

VÝSLEDKY

Průměrná efektivní radiační dávka Sn LDCT SI kloubů byla 0,14 mSv (0,06–0,40 mSv), efektivní radiační dávka RTG byla 0,29 mSv (0,06–1,15 mSv). Průměrná efektivní radiační dávka standardního CT SI kloubů byla 2,07 mSv (0,69–5,35 mSv).

Na základě shody dvou radiologů byla všechna vyšetření hodnocena jako dostatečně kvalitní pro potřebu hodnocení kostních změn na SI kloubech.

DISKUZE

Z výše uvedených výsledků vyplývá, že v našem souboru dosahovaly hodnoty efektivní radiační dávky potřebné na vyšetření SI kloubů u Sn LDCT poloviční hodnoty než RTG. Ve srovnání s SDCT je dávka Sn LDCT 10krát nižší. Proto argumentace, že CT není vhodné pro diagnostiku sakroiliitidy z důvodu vysoké radiační zátěže, je již neopodstatněná. V literatuře se objevují práce, které zkoumaly přínos LDCT v diagnostice SpA. Častěji se zabývají hodnocením páteře, především v hrudní oblasti.

Výhodou CT oproti RTG je trojrozměrné zobrazení, čímž poskytuje lepší představu o prostorovém uspořádání patologických lézí. RTG vytváří jen dvourozměrný obraz, čímž logicky dochází ke vzájemné sumaci struktur. Práce de Koninga prokázala, že LDCT má lepší schopnost detekovat kostní změny na páteři a je citlivější především v detekci malých syndesmofytů (11).

V případě SI kloubů, které mají komplikovaný tvar, je při zhotovení RTG snímku nutné sklopení rentgenky tak, aby rentgenový paprsek procházel kolmo na kloubní štěrbinu. Část pracovišť zhotovuje dva snímky, cílené na každý kloub zvlášť. Některá pracoviště zase preferují snímek pánve v předozadní a poloaxiální projekci, kde lze hodnotit i nález na kyčelních kloubech. Jak je z našeho souboru patrné, tzv. Fergusonova projekce, která je doporučována k hodnocení SI kloubů, není příliš často užívaná a obvykle bývá doplněna ještě o předozadní snímek pánve. V našem souboru byla samostatně provedena jen v 20 %(8 ze 41 vyšetření), v kombinaci s předozadním snímkem pánve v 24 % (10 ze 41 vyšetření). V 56 % případů byly voleny dva šikmé snímky cílené na SI klouby (23/41).

U obézních osob měkké tkáně břicha absorbují velkou část prostupujících rentgenových paprsků, což snižuje kvalitu obrazu, a má tak vliv na zvýšení dávky radiace, kterou je nutné použít, aby měl snímek diagnostickou kvalitu. Tento vliv obezity na zvýšení radiační zátěže je patrný i u Sn LDCT. Použití cínové filtrace a speciálních rekonstrukčních algoritmů však dokáže účinně eliminovat vliv obezity na kvalitu obrazu i při nízkodávkovém vyšetření.

CT umožňuje trojrozměrné zobrazení izometrické ve všech rovinách, takže komplikovaný tvar kloubu nečiní problém při hodnocení (12). Je možné zhotovit rekonstrukce v různých rovinách dle potřeby hodnotitele. Je známo, že RTG je v časných stadiích nemoci negativní, protože k vývoji kostních změn patrných na RTG dochází u osob s radiologickou formou SpA až s časovým odstupem několika let od počátku klinických příznaků (13). Přesto bývá RTG nadále metodou první volby, vzhledem k dobré dostupnosti a nízkým nákladům. Avšak CT dokáže detekovat drobnější kostní změny dříve než RTG (obr. 1).

V posledních letech je v medicíně patrna zvyšující se snaha o personalizaci léčby. Dle nejnovějších doporučení Evropské ligy proti revmatismu (EULAR) z roku 2016 je žádoucí využívat k monitoraci nemoci metodu vhodnou pro konkrétního pacienta, např. klinické hodnocení, laboratorní testy či zobrazovací metody. Obdobný přístup lze sledovat i ve volbě diagnostické metody (5, 14).

Benefit MR v detekci časných známek zánětu – jako edému kostní dřeně a zánětlivých změn na měkkých tkáních – je nezpochybnitelný a CT jej nedokáže v časné fázi nahradit (15, 16). Ovšem pokud provádíme primární diagnostiku v delším časovém odstupu od počátku klinických potíží, mohou být již známky aktivního zánětu odeznělé a kostní změny zatím nemusejí být příliš vyjádřené, takže na MR může být nález nejistý. Navíc práce zkoumající nález na SI kloubech u aktivních a vrcholových sportovců prokázaly, že až u 40 % z nich byl prokazatelný edém v okolí SI kloubů, který by splňoval definici ASAS, tedy nález edému je nespecifickým znakem (17, 18). Na to reagovala v roce 2016 pracovní skupina ASAS MRI, která doporučila zařadit do definice aktivního zánětu i změny na kostech typické pro axSpA (3). Sn LDCT může být vhodnou doplňkovou metodou, která posoudí kostní změny v okolí SI kloubu za cenu radiační zátěže nižší, než má RTG vyšetření.

Práce německých autorů si LDCT zvolila jako referenční metodu pro hodnocení schopnosti MR a RTG detekovat kostní změny na SI kloubech. Tato práce byla provedena na podobném CT přístroji s velmi podobně nastavenými expozičními parametry jako naše práce, jen bez cínové filtrace. Průměrné dávky udávané autory byly 0,51 mSv.Uvedená studie prokázala lepší shodu mezi LDCT a MR než LDCT a RTG. V této práci MR správně zhodnotilo přítomnost sakroiliitidy v 89 %, zatímco RTG jen v 70 %. Horší výsledky mělo RTG vs. MR v hodnocení šíře kloubní štěrbiny a erozí, pouze v detekci sklerózy mělo RTG lepší výsledky než MR (86 % vs. 83 %). LDCT bylo autory považováno za metodu s nejvyšší senzitivitou a nejlepší schopností hodnotit kostní změny (19).

Vzhledem k tomu, že CT se běžně neužívá v diagnostice axSpA, není zatím jednoznačně definováno, zda přítomnost pozitivního nálezu na CT při nejistém či negativním nálezu na RTG lze již považovat za rentgenové či ještě prerentgenové stadium nemoci. Tuto nejednotnost prokázal i průzkum mezi členy skupiny SPARTAN (Spondyloarthritis Research and Treatment Network) z roku 2014 (20). Předpokládáme, že větší použití CT v diagnostice sakroiliitid by mohlo posunout hranice mezi těmito dvěma stadii nemoci. CT rovněž nemá vytvořena vlastní hodnotící kritéria. Používají se modifikovaná Newyorská kritéria či jen slovní vyjádření, že je nález pro axSpA typický, netypický či nejistý (4, 6). Sn LDCT by vzhledem k nízké radiační dávce mohlo být využitelné i pro monitoraci vývoje onemocnění, protože umožňuje lepší posouzení kostních změn než RTG a tím přesnější hodnocení (obr. 2, 3, 4 a 5).

Práce Chahal et al. hodnotila radiační dávku potřebnou na vyšetření SI kloubů výpočtem z nízko-dávkového CT břicha a srovnávala s dávkou RTG. Vypočtená dávka byla 0,42 mSv pro CT a 0,15 mSv pro RTG. Naše dávka Sn LDCT je více než o polovinu nižší, což je ovlivněno vyšetřením na jiném stroji s jiným nastavením expozičních parametrů (napětí 100 kV vs. 120 kV a hodnotu proudu v rozmezí 10–300 mAs) a také použitím cínového filtru (21).

Nevýhodou je v současnosti malý počet přístrojů, které jsou schopny provést Sn LDCT. Ještě nedávno byla cínová filtrace užívána jen u duálních výpočetních tomografů vyšší třídy. V poslední době je však dostupná i u strojů střední třídy, a proto předpokládáme, že v budoucnu bude plošně rozšířená. Výzkum využití cínové filtrace pokračuje, uplatňuje se kromě snižování radiační zátěže (u vyšetření plic, paranazálních dutin a při detekci urolitiázy), též v separaci spekter záření u vyšetření duální energií a také ke zlepšení kvality obrazu, například u hodnocení skeletu (22–24). Další nevýhodou CT je ve srovnání s RTG vyšší cena vyšetření. Výhodou je, kromě přesnějšího hodnocení drobných změn na skeletu, i menší závislost na zkušenostech radiologického asistenta a větší komfort pacienta.

ZÁVĚR

AxSpA patří mezi závažná a potenciálně invalidizující revmatologická onemocnění. Časná diagnostika a léčba jsou v péči o pacienty s axSpA zcela zásadní. Epidemiologické studie opakovaně prokázaly, že diagnostikování ankylozující spondylitidy se opožďuje vůči prvním projevům nemoci o 7–9 let. V diferenciální diagnostice axSpA je podle recentních doporučení EULAR k použití zobrazovacích technik z roku 2015 možné využít i LDCT. Sn LDCT SI kloubů dokáže snížit radiační zátěž na polovinu dávky potřebné k běžnému RTG vyšetření této oblasti či s dávkou ekvivalentní jednomu RTG snímku. Proto argumentace, že CT není vhodné pro diagnostiku sakroiliitid z důvodu vysoké radiační zátěže, je již neopodstatněná. Výhodou CT oproti RTG je větší přesnost v hodnocení drobných kostních změn, a proto doporučujeme jeho zařazení do diagnostického algoritmu axSpA v období přechodu neradiografického a radiografického stadia. Předpokládáme, že CT může posunout hranice radiografického stadia do časnějšího období. Sn LDCT by mělo být indikováno v případě nejasného nálezu na MR, k diagnostice osob s delším trváním klinických obtíží namísto RTG snímku či v případě nejasného nálezu na RTG.

Konflikt zájmů: žádný.

adresa pro korespondenci:

MUDr. Eva Korčáková, Ph.D.

Klinika zobrazovacích metod LF UK a FN

alej Svobody 80, 304 60 Plzeň

e-mail: korcakovae@fnplzen.cz