Čtyřicáté výročí prvního CT přístroje v Československu
V roce 1978 byl ve Fakultní nemocnici Hradec Králové uveden do provozu první výpočetní tomograf (CT) v tehdejší ČSSR. Stalo se tak díky úsilí prof. Steinharta, přednosty Radiologické kliniky LF UK, které podpořil zakladatel hradecké neurochirurgie akademik Rudolf Petr.
Konec 70. let stále ještě nesl stopy normalizačních kroků po sovětské okupaci země v r. 1968, ale běžný profesní život v akademické medicíně se již opět snažil v rámci možností držet krok s vývojem na Západě. Rentgenologie byla tehdy zaměstnána především snímky skeletu a plic a vyšetřováním zažívací trubice pomocí kontrastního barya, kterému začínala díky optickým vláknům a studenému světlu v rukou gastroenterologů konkurovat endoskopie. Největší rozvoj RTG zobrazování se odehrával zdokonalováním angiografických technik, které posunuly neurodiagnostiku, umožnily první intravaskulární zákroky a přinesly rutinní kinematografické záznamy při koronarografiích a kardioangiografiích.
Klasická rentgenologie v té době měla výrazné limity v zobrazování měkkých tkání, které na snímcích splývaly do jedné šedé plochy. Nativně byly viditelné pouze vzduchové bubliny a za dobrých technických podmínek nejvýše tukové struktury. Většina důležitých oblastí tak byla přijatelně zobrazitelná jen pomocí kontrastních látek, které absorbují záření, popřípadě po insuflaci plynem. Nejčastější insuflační metodou byla pneumoencefalografie, která zobrazovala mozkové komory a byla bohatě využívána v neuroradiologii.
Zlepšování přímého RTG rozlišování měkkých tkání bez použití kontrastní látky začalo technologickým vylepšením v oblasti mamografie, ale šlo ještě klasickou cestou rentgenka – film. Ve stejné době se však začínaly rodit fyzikálně odlišné způsoby zobrazování. Nejprve to bylo vyšetřování ultrazvukem, které sice v akademických plenkách sotva hrubě zobrazilo hlavičku plodu v děloze, ale díky rychlému technickému zdokonalování se okolo r. 1978 již stalo běžnou součástí abdominální diagnostiky. A právě v tomto období, začátkem 70. let, se objevilo CT, jehož zavedení celou revoluci v rentgenologii výrazně urychlilo tím, že dovolilo mnohem dokonaleji přímo zobrazovat nejprve mozek a postupně další orgány.
Technické začátky CT a role prof. Steinharta
Zobrazování výpočetní tomografií vyšlo ze skenování tenkým RTG paprskem kolmo na dlouhou osu těla a měření absorpce záření protilehlým detektorem. Během vyšetření proběhne velký počet takovýchto měření a každé určí hodnotu sumované absorpce tkání, kterými paprsek prošel. Rentgenka s detektorem se okolo těla otáčí a ze změřených hodnot z různých směrů je možno složitým výpočtem získat hodnoty dílčí absorpce záření v jednotlivých (tj. nesumovaných) elementech uvnitř těla, které jsou převedené na digitální obraz příčného řezu. Až později byl RTG paprsek rozšířen na vějíř, detektorů přibylo a skenování se zrychlilo.
Již první klinický prototyp CT, který byl zkonstruován v r. 1972 pro vyšetření mozku, přinesl doslova senzaci a přístroje se medicínsky i komerčně velmi rychle ujaly. Z dnešního pohledu ještě značně neostré snímky dokázaly od samého začátku mnohem lépe než klasický rentgenogram rozlišovat denzitu různých měkkých tkání a odlišit od sebe např. šedou a bílou hmotu mozkovou, krevní výrony nebo tekutinu v mozkových komorách. Přestože byl skenovací čas pro jeden řez pět minut a pacient musel mít fixovanou mozkovou část hlavy ve vodním vaku, umožnila tato první generace CT přístrojů intrakraniálně diagnostikovat expanzivní procesy a rozhodovat, který pacient potřebuje neurochirurgickou intervenci.
Přednosta Radiologické kliniky v Hradci Králové prof. MUDr. Leo Steinhart, DrSc., člen korespondent ČSAV, který byl mimořádným vizionářem a zkušeným světoběžníkem, počátky CT pozorně sledoval. Poté, co se v r. 1976 na trhu objevila druhá, vylepšená generace, schopná zobrazovat celé tělo, byl jednoznačně přesvědčen, že musí přístroj pro kliniku získat. Byl v té době již renomovanou radiologickou osobností, příznivou roli pro hradeckou nemocnici hrála i špičková úroveň zdejší neurochirurgie, založené a vedené akademikem Rudolfem Petrem, který byl myšlence CT též výrazně nakloněn. Leo Steinhart v tomto směru začal intenzivně pracovat a po návratu ze 14. světového radiologického kongresu v Rio de Janeiru v r. 1977, kdy již bylo zcela jasné, že se nejedná o žádnou slepou uličku vývoje, se tato inovace stala jeho absolutní prioritou. Správnost nastoupené cesty jasně ukázal další vývoj klinické praxe. Potvrdil ji i fakt, že britský fyzik a konstruktér CT Godfrey N. Hounsfield obdržel spolu s A. McCormackem v r. 1979 Nobelovu cenu za lékařství a fyziologii. (Při udělování prvních Nobelových cen v r. 1901 ji získal za fyziku Wilhelm C. Röntgen.)
Přístroj pro Hradec Králové byl zakoupen od firmy Siemens, která však tehdy teprve připravovala vlastní produkt, takže výrobcem byla firma Nuclear Ohio, USA. Cena byla 13,7 mil. Kčs, tehdy téměř astronomická. Akce byla navíc zatížena obtížnými úkoly jako získávání devizových prostředků, překonávání embarga na dovoz počítačových systémů z USA za tzv. železnou oponu nebo hledání nedostatkových stavebních kapacit na rekonstrukci potřebných prostor, které velkoryse poskytla Neurochirurgická klinika. Asi rok se střídaly situace, kdy byly k dispozici peníze a nebyly stavební kapacity, se situacemi opačnými, ale nakonec se vše podařilo šťastně skloubit. Mimořádné zásluhy na tom měl i „domácí“ technik kliniky Ing. Pavel Šmoranc, někdejší ředitel továrny na radary v Opočínku, kterého před normalizační klatbou zachránil Leo Steinhart a získal v něm skvělého organizátora a úporného cestovatele dveřmi a okny tehdejších úřadů. Vše nakonec úspěšně vyvrcholilo slavnostním otevřením dne 27. 6. 1978, kterého se zúčastnila ředitelka Krajského ústavu národního zdraví MUDr. Svatava Lakosilová a osobně i tehdejší ministr zdravotnictví MUDr. Jaroslav Prokopec.
Provoz prvního CT přístroje
Pořízený přístroj skenoval dvojici řezů o tloušťce 13 mm v čase cca 15 vteřin a obrazová rekonstrukce vyšetření celého mozku, které obsahovalo obvykle 8–10 řezů, trvala okolo dvou minut. Počítače zabíraly místnost velikosti většího obývacího pokoje a jejich klimatizace, která byla v tehdejší době výjimečnou záležitostí, byla v provozu poruchovější než vlastní CT. Tým byl založen na malé skupině pracovníků neuroradiologického pracoviště (doc. MUDr. Zdeněk Černoch, MUDr. Miroslav Šercl, sestra Marie Hanušová a RTG. laboranti Jaroslav Pospíšil, Ivan Vodstrčil a Luboš Křeček), ke kterým byl doplněn MUDr. Leoš Heger a postupně další spolupracovníci, sestry Marie Netíková a Eliška Špaková a laboranti Ilja Bezecný, Karel Michálek a Vlastimil Pekárek. Blízkými partnery byli i servisní inženýři Jiří Bím a Oldřich Blažek a technici Milan Rost a Oldřich Kábrt, zaměstnanci firmy Chirana Předměřice. Byli zaštítěni pravidelně přijíždějícími techniky z německého Erlangenu.
Provoz měl poměrně rychlý náběh. O vyšetření byl veliký zájem ze strany neurochirurgů i neurologů, pověst o „zázraku“ se bleskově rozšířila. Záhy se ukázalo, že vyšetřit potřebné pacienty z patnáctimilionového Československa je opravdovou výzvou. Vyšetřovací algoritmus, průchod pacientů vyšetřovnou a role každého člena týmu se postupně vyladily na optimum. V jedné směně jsme byli schopni vyšetřovat 20–30 pacientů, ale bylo to nedostatečné a brzy se přistoupilo ke dvousměnnému provozu a k pohotovostní službě v noci a o víkendech.
Některé pacienty jsme nemohli vyšetřit kvůli jejich neklidu, ne vždy jsme dokázali zajistit potřebné zklidnění, nebo dokonce celkovou anestezii. Pokud se nejednalo o bezprostřední ohrožení života, měli jsme anesteziologický tým plánovaně k dispozici pouze v jednom dni v týdnu, zejména pro malé děti. Některé pacienty jsme byli nuceni odesílat nevyšetřené zpět a domlouvat náhradní termín. Protože zařízení vykazovalo občasné poruchy, které nebylo možno odstranit obratem, přistupovalo se i k sobotním a nedělním směnám. Bylo to náročné, ale všichni zainteresovaní si uvědomovali veliký medicínský význam nové metody a vážili si svého zapojení v čemsi neopakovatelném. Kredit kliniky v rámci ČSSR se upevnil.
Velkým problémem se ukázaly telefonáty kvůli objednání pacientů. Zejména v urgentních případech vyžadovaly rozhodnutí lékaře v CT směně a jejich počet byl takový, že je nebylo možno zvládat. Prvním řešením byla domluva s neurochirurgickou ambulancí, kde zejména MUDr. Zdeněk Mašín trpělivě telefonicky konzultoval a rozhodoval, který pacient je adeptem rychlého neurochirurgického zákroku a dostane na CT přednost. Druhou pomocí byla rada techniků, kteří doporučili, abychom telefonující odkazovali na faxovou komunikaci, která vyřizování objednávek výrazně usnadnila. De facto to simulovalo situaci, která je dnes zcela běžná v rámci e‑mailového a SMS provozu.
Bylo nutno řešit i řadu provozních překážek. Nečekaně nás například zaskočil problém s výměnou rentgenek. Jejich cena okolo 1 mil. Kčs byla mimořádně vysokým nákladem, který se při vytížení přístroje opakoval každý rok. Zažili jsme i problémy se zásobováním kontrastními látkami, které byly potřebné pro diferenciální diagnostiku, a tak jsme museli po indikujících pracovištích mimo FN HK požadovat, aby si pacienti vozili potřebnou dávku s sebou. Dnes by to bylo proti pravidlům, ale v tehdejší době takovéto improvizace často pomáhaly udržet provoz, který se pohyboval na hranicích možného.
Vysoce napjatá situace trvala asi jeden a půl roku, než se v republice podařilo spustit další přístroj v Ústřední vojenské nemocnici v Praze. Navzdory prvotním negativním prognózám ministra Prokopce byly již začátkem 80. let CT přístroje téměř ve všech velkých spádových nemocnicích. Díky tomu se situace okolo prvního CT v Hradci Králové rychle lepšila a provoz a indikační podmínky pro vyšetření se dále postupně upravovaly. Dnes jsou CT skenery ve FN HK čtyři. CT vyšetření je naprosto běžnou záležitostí a těžko si lze bez něj představit rutinní provoz i té nejmenší nemocnice poskytující akutní péči.
Nové technologie a problémy alokace zdrojů (odbočení do současnosti)
Zavádění CT vyšetřování před 40 lety je nejen historickou zajímavostí, ale také připomíná obecné problémy, které je nutno při nedostatku zdrojů na stále se zdokonalující medicínu řešit i dnes, a to i v bohatších zemích, než je ČR. Záhy po instalaci CT v roce 1978 se ukázalo, že přes veškerá organizační opatření a optimalizaci provozu nebylo možno všem potřebným pacientům vyšetření poskytnout. Nastolilo to věčnou otázku, jakým mechanismem se pacienti, kteří nedostatkovou metodu potřebují, mají vybírat a kdo dostane ve vznikající frontě žadatelů přednost. Tento problém je eticky i politicky palčivý zejména u novinek, které jsou drahé a jejichž účinnost je nezpochybnitelná. Ty nejlepší a nejprospěšnější postupy si sice zdroje velmi rychle najdou (viz např. nástup biologické léčby v současnosti), ale vždy vzniká přechodové období, kdy nová technologie není ještě dostupná všem. Doktrína medicíny katastrof velí vybírat při nedostatku potřebných kapacit prioritně pacienty, kteří jsou v ohrožení života a mají šanci být zachráněni. V druhé řadě jsou potom pacienti, kteří mají mít největší pravděpodobnost, že využití omezených zdrojů bude v jejich případě nejefektivnější pro celou skupinu postižených. Při tomto druhém výběru však vznikají výrazné pochybnosti etického i právního rázu, obzvláště dnes, kdy je v základních ústavních principech akcentována rovnost lidských práv, zákaz diskriminace a povinnost mít algoritmy zásadních rozhodování popsané v zákonech.
V minulosti bylo možno tyto situace dočasně řešit „přidělováním“ péče. Zavádění CT se dělo v době, kdy zákony nebyly tak striktní jako dnes a nebyla ani šance rychle zvýšit počet přístrojů. Zkombinovali jsme tedy námi formulovaná pravidla se spoléháním se na morální integritu lékařů. Ze spektra vyšetřovaných se zpětně zdá, že se nám podařilo dočasně vytvořit systém, za který se snad ani z dnešního pohledu nemusíme stydět.
Systém výběru pacientů spoléhal na fakt, že jsme naštěstí měli kapacitu vyšetřit všechny akutně život ohrožující stavy, kde CT mohlo přinést zásadní rozhodnutí o dalším postupu, a to v okruhu časově postačující dopravní dostupnosti. Tyto případy měly absolutní 24h./7d. prioritu a žádného takového pacienta jsme neodmítli. Problémem zůstali pacienti, u nichž by bývalo CT prospěšné, ale bylo jich řádově více, než byla teoretická prostupnost pracoviště.
Postupovali jsme tak, že jsme zvolili jako základní spádovou oblast KÚNZ Východočeského kraje, kde pevné objednací termíny měla prakticky denně Neurochirurgická a Neurologická klinika FN HK a každý primář neurologického oddělení v kraji dostal k dispozici dva až tři termíny v týdnu. Bylo pak na postoji příslušných klinických lékařů, zda se k věci postaví férově. Pár fixních termínů dostaly i pražské kliniky a pro velké spádové nemocnice ostatních krajů včetně Slovenska jsme ponechali rezervu pro možnou domluvu. Systém postavený na plné důvěře v lékaře a jeho nestranný přístup k rozhodování by dnes byl asi zpochybňován, ale jsou situace, kdy je obtížné se bez něj obejít. Rozhodně je to i nyní právě lékař, který má o svých pacientech nejvíc informací, na jejichž základě může, byť někdy jen subjektivně, rozhodovat. Plošně hlídat, zda to dělá odpovědně, je obtížné, a proto je v dobrých zdravotních systémech morální integrita lékařů tak vysoce ceněnou komoditou.
Přínos CT pro praxi a akademický rozvoj
CT výrazně ovlivnilo diagnostické zobrazovací algoritmy. V neuroradiologii odsunulo nepříjemnou pneumoencefalografii, potlačilo mozkové scintigrafie a změnilo indikace mozkové angiografie a encefalografie. Jak se ve FN HK činnost CT pracoviště od r. 1978 postupně konsolidovala, bylo i přes výrazné přetížení přístroje možno vedle dominujících vyšetření mozku začít i vyšetřování dalších oblastí, které celotělový scanner umožňoval. Zprvu to byla obličejová oblast hlavy, kde se otevřelo široké pole pro spolupráci s oční, stomatologickou a ORL klinikou, později ostatní části těla ve spolupráci s dalšími klinikami.
Než se objevily modernější přístroje, u kterých se doba skenování začala pohybovat v jednotkách vteřin, bylo relativně obtížné vyšetřovat oblast hrudníku a břicha, protože pro pacienty bylo nesnadné zadržet dech na 15 vteřin po dobu pohybu rentgenky. Nebýt však na CT obrazech dechových artefaktů, byla i u starého CT plošná rozlišovací schopnost poměrně slušná. Mj. to prokázala experimentální vyšetření psů v režimu umělé ventilace (internista MUDr. Josef Jandík), kterou bylo možno kontrolovaně přerušit, nebo vyšetření mrtvého těla, které je dnes rutinně využíváno soudními lékaři. I první nedokonalý přístroj však umožnil v břiše a hrudníku sledovat nové anatomické detaily jako např. hranice kompartmentů v břiše a retroperitoneu, které pak měly velký význam pro znalost šíření patologických změn, v tomto případě zejména u akutních zánětů pankreatu.
Za zmínku stojí spolupráce Radiologické kliniky, především MUDr. Antonína Hlavy, s televizním studiem Pedagogické fakulty HK, kde pod vedením Ing. Jindřicha Bíma vznikla série výukových filmů s RTG tematikou, které získaly několik ocenění na celostátních soutěžních přehlídkách vědeckých a populárně vědeckých filmů Academia Film Olomouc. Jeden z nich, „Počítačová tomografie“, obdržel Velkou cenu rektora Univerzity Palackého. Byl věnován i technickým principům a medicínskému významu CT zobrazování a dlouhou dobu sloužil klinice k šíření informací a popularizaci této skutečně převratné novinky.
První CT přístroj nejen proměnil řadu diagnostických postupů, ale zasáhl také do výuky na lékařské fakultě a stal se i velkým zdrojem témat pro různé výzkumné oblasti. CT jako nová vyšetřovací metoda také podnítila vlnu přednáškové a publikační činnosti ve FN HK.
Jak se CT přístroje zdokonalovaly, došlo k výraznému zkrácení skenovacích časů, ztenčení zobrazovaných řezů, zlepšení plošné rozlišovací schopnosti, snížení radiační dávky a online výpočtu obrazů včetně interaktivní trojdimenzionální rekonstrukce. To vše vedlo k rozšíření indikačních možností a s nárůstem počtu zařízení se zlepšila i dostupnost pro pacienty. Ve FN HK narostl v letech 2002 až 2016 počet CT vyšetření téměř na trojnásobek (10 400 / 28 800), a to i při faktu, že počet CT vyšetření na obyvatele je v ČR stále ještě zhruba o třetinu menší než ve většině západních zemí. Jako zajímavost lze však dodat, že využití CT už možná začíná kulminovat, a to díky faktu, že přes veškerá technická zdokonalení reprezentuje okolo 50 procent celkové zátěže populace ionizujícím zářením z lékařských zdrojů. Není vyloučeno, že ho, alespoň jako základní vyšetření mozku, stále víc nahradí dražší magnetická rezonance.
Vzrušující a inspirující epocha zavádění převratné novinky byla provázena také úsměvnými historkami, kdy se například (v cizině i doma) vedly lingvistické debaty o názvu nové metodiky. Ta se v začátcích objevovala pod zkratkou CAT scanning, kde A znamenalo příčný řez (axial). To bylo postupně vypuštěno, ale panovaly neshody na interpretaci C (computer/computerised/computed tomography). V Čechách jsme se dle tradice nevyhnuli prosazování varianty VT, která byla časopisecky dokonce chvíli povinná, i když se vlastně nikdy nedohodlo, zda písmeno V mělo být reprezentantem výpočetní, či výpočtové tomografie.
CT vyšetřování se nepochybně stalo převratnou a medicínský svět proměňující událostí. Z pohledu technického rozvoje byl jeho úspěch také mocným impulsem, který přinesl jednofotonovou emisní tomografii (SPECT), zobrazení magnetickou rezonancí (MR), v tomto případě s další Nobelovou cenou (R. Ernst za chemii, 1991), pozitronovou emisní tomografii (PET či PET‑CT) a přechod konvenční rentgenologie z filmů na digitální zobrazování a archivaci obrazů.
Zdroj: Přinášíme zkrácený text článku, který vyšel v časopise FN v Hradci Králové SCAN. Zájemci o podrobnější historii mohou navštívit plné znění textu na adrese www.fnhk.cz/o‑fakultni‑nemocnici/casopis‑scan
