Kaj je računalniška tomografija?

The računalniška tomografija ali računalniška aksialna tomografija (CT ali CAT skeniranje) je tehnika slikanja, s katero lahko opazujemo različne notranje dele telesa. Uporablja se predvsem za odkrivanje nepravilnosti v strukturi organizma in za diagnosticiranje.

Deluje s kombinacijo niza rentgenskih slik, posnetih iz različnih zornih kotov. Kasneje jih obdelujejo računalniki, da ustvarijo prečne (aksialne) slike telesa.

Rentgenske žarke so elektromagnetno sevanje, ki prehaja skozi neprozorna telesa na svetlobo in ustvarja slike za njimi. Rentgenske slike prikazujejo notranjost telesa v črno-belih tonih, saj vsaka vrsta tkiva absorbira različne količine sevanja.

Z računalniško tomografijo dobimo podrobnejše slike notranjih struktur. To omogoča, da zdravstveni delavec pogleda v notranjost telesa in izgleda kot jabolko, ko ga razrežemo na pol.

Prvi TC stroji so izvedli le en rez naenkrat, vendar večina sodobnih optičnih bralnikov deluje več hkrati. To lahko variira od 4 do 320 kosov. Najnovejši stroji lahko dosežejo 640 kosov.

Ta postopek je po odkritju rentgenskih žarkov pomenil pravo revolucijo v radiodiagnozi, saj se mehka tkiva, krvne žile in kosti lahko opazujejo na različnih delih telesa..

Računalniško tomografijo so razvili britanski inženir Godfrey Hounsfield in ameriški inženir Allan Cormack. Za svoje delo so leta 1979 prejeli Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino.

Ta tehnika je postala temeljni steber pri diagnosticiranju zdravstvenih bolezni. Z njim lahko dobite slike glave, hrbta, hrbtenjače, srca, trebuha, kolen, prsnega koša ....

Skoraj vsa področja medicine so imela koristi od uporabe te tehnike, saj so uspeli opustiti druge moteče, nevarne in boleče postopke. Predvsem, ko se preveri, ali računalniška tomografija zagotavlja varnejšo, enostavnejšo in cenejšo diagnozo.

Eno od področij, kjer je računalniška tomografija imela večji učinek, je v raziskovanju živčnega sistema. Pred nekaj leti je bila nepredstavljiva možnost pridobivanja slik možganov s takšno natančnostjo.

To je omogočilo preboj v obstoječem znanju o delovanju možganov.

Kako je mehanizem računalniške tomografije?

Prvo računalniško napravo za tomografijo, ki je delovala učinkovito in je imela klinično uporabo, je leta 1967 opravil Hounsfield..

Hounsfield je želel rekonstruirati radiološko gostoto človeškega telesa na podlagi številnih meritev, ki so bile izvedene s prenosom rentgenskega žarka..

Dokazal je, da je to mogoče z uporabo zmernih odmerkov sevanja. To bi lahko doseglo natančnost 0,5%, kar je bilo veliko boljše od običajnih radioloških posegov.

Prva naprava je bila nameščena na bolnišnici Atkinson Morley leta 1971. Medtem ko je bila leta 1974 na Univerzi Georgetown pridobljena prva CT celota..

Od takrat se izboljšujejo in danes obstaja več proizvajalcev. Trenutne naprave stanejo približno od 250 000 do 800 000 EUR.

Rentgenske žarke preidejo skozi materiale in nastale slike so odvisne od snovi in ​​fizičnega stanja materialov. Obstajajo radiolucentna tkiva, kar pomeni, da pustijo, da rentgenski žarki preidejo in izgledajo črno. Medtem ko so radio-neprozorne snovi, absorbirajo rentgenske žarke in izgledajo belo.

V človeškem telesu je mogoče opaziti 4 gostote. Gostota zraka (podkožje) je vidna črna. Gostota maščobe (izodenca) je opažena siva. Gostota kosti (hiperdense) je bela. Gostoto vode lahko vidimo sivo črno, če pa dodate kontrastni medij, je videti belo.

Kontrastno sredstvo je snov, ki se pogoltne ali injicira, tako da so strukture, ki jih je treba pregledati, bolje vidne.

Ravni radiodenzivnosti človeških tkiv se merijo v lestvicah Hounsfieldovih enot (HU), kot poklon njenemu ustvarjalcu.

Računalniška tomografija temelji na razporeditvi različnih rentgenskih žarkov pod različnimi koti, ki se nanašajo na opazovano območje.

Elementi računalniške tomografije

Oprema, ki se uporablja v računalniški tomografiji, je sestavljena iz treh sistemov:

Sistem zbiranja podatkov

To so elementi, ki se uporabljajo pri bolnikovih raziskavah. Sestavljen je iz visokonapetostnega generatorja, podobnega tistemu, ki se uporablja v tradicionalni radiologiji. To omogoča uporabo rentgenskih cevi, ki se vrtijo z veliko hitrostjo.

Potrebno je tudi stojalo, torej nosilec, na katerem je pacient, in mehanizmi, ki ga premikajo. Ta nosila so bistvenega pomena, ker pacientu omogočajo udobje in se ne premikajo.

Material nosilcev ne sme vplivati ​​na rentgenske žarke, zato se uporabljajo ogljikova vlakna. Njegov motor je zelo natančen in gladek, tako da ne oddaja dvakrat na isto področje.

Drugi element je rentgenska cev, ki proizvaja ionizirajoče sevanje, podobno kot pri tradicionalnih radiografijah. Obstajajo tudi detektorji sevanja, ki transformirajo rentgenske žarke v digitalne signale, ki jih računalnik lahko prevede. Nahajajo se v obliki krone, okoli luknje, kjer se nahaja bolnik.

Sistem za obdelavo podatkov

Sestavljen je predvsem iz računalnika in elementov, ki se uporabljajo za komunikacijo z njim (monitor, tipkovnica, tiskalnik itd.)

Računalnik iz zbranih signalov izvaja matematične izračune, ki so shranjeni. To omogoča njegovo vizualizacijo in naknadno spreminjanje.

V prvih testih, ki jih je opravil Hounsfield, so naprave vzele skoraj 80 minut za rekonstrukcijo vsake slike. Trenutno, odvisno od oblike slike, računalnik reši nekaj 30.000 enačb hkrati za rekonstrukcijo slike. Zato potrebujete močno opremo.

Tehnologija je omogočila, da je izračun opravil rekonstrukcijo slike, ki jo je bilo treba narediti v približno 1 sekundi.

Ker so trenutni računalniki digitalni, je treba za delo s sliko zmanjšati na niz številk, ki vsebujejo največje možne informacije. Da bi to dosegli, je slika razdeljena na majhne kvadrate, s čimer se ustvari matrika.

Vsak kvadrat se imenuje "piksel" in vsak od njih je številčna vrednost. Vsebuje številke, ki predstavljajo njeno lokacijo na osi X in na osi matrike. Tudi tretje osi, ki označuje raven sive.

Tako je možno obstoječe informacije o sliki zmanjšati na številke. Čim manjši so kvadrati matrike in večje je število sivih tonov, bolj podrobne bodo informacije in bolj bo podobna dejanski podobi..

Pri računalniški tomografiji so najpogosteje uporabljene matrike 256 x 256 in 512 x 512 slikovnih pik. Kvadrati, ki sestavljajo matrico, so številni. Na primer, v 256 x 256 matriki bi imeli 65.536 slikovnih pik.

Prikaz podatkov in sistem za shranjevanje

Podatki so prikazani na zaslonih. Nekatere ekipe imajo dva, enega za tehnika, ki opravi test, in drugega za zdravnika, ki študira ali spreminja pridobljeno sliko.

Uporabljajo se tudi različni mehanizmi za snemanje slik in njihovo arhiviranje. Rentgenske žarke je mogoče natisniti na podoben način kot konvencionalni razvojni postopek.

Evolucija

Računalniška tomografija rešuje določene probleme konvencionalne radiografije. Medtem ko je v tem možno razlikovati 4 ravni gostote na slikah (zrak, voda, maščoba in kalcij), lahko v CT dosežemo do 2000 gostot sivih tonov..

Pri konvencionalni radiologiji se na dvodimenzionalnem filmu dobi slika s tremi osmi v prostoru. To pomeni superpozicijo elementov, ki so bili rentgensko slikani. V CT dobimo precej natančnejšo sliko treh osi, s čimer odpravimo superpozicijo.

Večji kot je sistemski pregled, večji so podatki in bolj zvesti realnosti. Vendar pa je število skenov omejeno s časom, ki je potreben, da jih naredimo, in s pacientovo izpostavljenostjo sevanju. Ker je sprejemljivo za dolgo časa, je škodljivo.

Zaradi vsega tega se računalniški tomografski sistemi vsakič izboljšujejo, skozi naslednje procese:

Prva generacija

Prva generacija CT je bila sestavljena iz tankega in ozkega snopa sevanja z enim detektorjem. Čiščenje je bilo široko in raziskovanje je trajalo le 4 minute.

Po premikanju cevi detektorja je bil izveden še en pometanje, ki pokriva celotno območje. Ti podatki so bili shranjeni v računalniku.

Druga generacija

Druga generacija je označena z večjim številom detektorjev (30 ali več). To je omogočilo čas prevajanja 18 sekund, s katerim bi lahko dobili dobre rezultate.

Tretja generacija

Tretja generacija je razvila krono fiksnih detektorjev. Sestavljen je iz loka več kot 40 stopinj.

Prehodni premiki cevi so potisnjeni in le se vrti. S tem razvojem so bili doseženi časi 4 sekund.

Danes je bila razvita spiralna računalniška tomografija, v kateri poteka stalna izpostavljenost skozi številne detektorje. Tudi pacientova nosila se gibljejo z visoko natančnostjo.

To omogoča, da v nekaj sekundah naredimo tomografske reze celotne lobanje ali prsnega koša. Poleg tega napredni računalniški sistemi omogočajo, da se ti podatki obdelajo skoraj takoj.

Najsodobnejše tomografije omogočajo ustvarjanje tridimenzionalnih slik iz informacij, izločenih iz dvodimenzionalnih tomografskih odrezkov.

Kako je to storjeno??

Za izvedbo postopka mora bolnik odstraniti vse kovinske ali druge elemente, ki lahko motijo ​​pregled, kot so očala ali zobne proteze..

Zdravnik lahko pacientu zagotovi posebno barvilo, imenovano kontrastno sredstvo. Pomaga pomagati notranjim strukturam, da se bolj jasno zaznajo z rentgenskimi žarki.

Kontrastni material na slikah izgleda belo, kar omogoča poudarjanje krvnih žil, tkiv ali drugih struktur. Kontrastno sredstvo se lahko dobavi v obliki pijače ali vbrizga v roko. Izjemoma se uporabljajo edemi, ki jih je treba vstaviti v danko.

Bolnik mora ležati na nosilih. Zdravniki in tehniki se nahajajo v sosednji sobi, kontrolni sobi. V njem je računalnik in monitorji. Bolnik lahko z njimi komunicira preko interkoma.

Nosilec nežno drsi v optičnem bralniku in rentgenski stroj se vrti okoli pacienta. Vsaka rotacija ustvarja številne posnetke kosov njegovega telesa.

Postopek lahko traja od 20 minut do 1 ure. Pomembno je, da je bolnik popolnoma enak, da gibanje ne vpliva na raziskovanje.

Potem bo radiolog pregledal slike. To je zdravnik, ki je specializiran za diagnostiko in zdravljenje bolezni s slikarskimi tehnikami.

Aplikacije

Računalniška tomografija ima veliko aplikacij na skoraj vseh področjih medicine in je uporabna tudi v nevroznanosti.

Uporablja se predvsem za raziskovanje vratu, hrbtenice, trebuha, medenice, rok, nog itd..

Poleg tega je mogoče dobiti slike notranjih organov v telesu, kot so jetra, trebušna slinavka, črevesje, ledvice, mehur, nadledvične žleze, pljuča, srce, možgani itd. Prav tako lahko analizira krvne žile in hrbtenjačo.

Glavne aplikacije računalniške tomografije so:

- CT prsnega koša: Zaznava težave v pljučih, srcu, požiralniku, aortni arteriji ali tkivih središča prsnega koša. Na ta način lahko najdete okužbe, pljučni rak, pljučno embolijo in anevrizme.

- CT trebuh: S tem postopkom lahko najdete abscese, tumorje, okužbe, povečane bezgavke, tujke, krvavitev, apendicitis, divertikulitis itd..

- CT urinarnega trakta: Računalniška tomografija ledvic, sečil in mehurja se imenuje urografija. S to tehniko lahko najdete kamne v ledvicah, kamni mehurja ali ovir v urinarnem traktu.

Intravenska pielografija (IVP) je vrsta računalniške tomografije, ki uporablja kontrastno sredstvo za iskanje ovir, okužb ali drugih bolezni v urinarnem traktu..

- CT v jetrih: na ta način lahko najdete tumorje, krvavitve ali druge bolezni v jetrih.

- Trebušna slinavka CT: se uporablja za iskanje tumorjev v trebušni slinavki ali vnetje trebušne slinavke (pankreatitis).

- CT žolčnika in žolčevodov: lahko je koristno najti žolčne kamne, čeprav se na splošno uporablja ultrazvok.

- Medenica TC: zaznavanje težav v organih, ki so na tem področju. Pri ženskah se uporablja za raziskovanje maternice, jajčnikov in jajcevodov. Za človeka, prostato in semena.

- Roka ali noga TC: S tem lahko zaznate težave v ramenih, komolcih, rokah, kolkih, kolenih, gležnju, stopalih. To lahko diagnosticira mišične in kostne motnje kot zlomi.

- Po drugi strani pa je tomografija bistven vodnik načrtujte operacije ali radioterapije.

- Prav tako je koristno nadzorovati učinkovitosti zdravljenja ki se izvajajo.

- Računalniška tomografija v možganih služi tudi za odkrivanje krvavitev, poškodb možganov ali zlomov v lobanji. Uporablja se za diagnosticiranje anevrizm, krvnih strdkov, kapi, tumorjev, hidrocefalusa, kot tudi malformacij ali bolezni v lobanji..

Tveganja

Obstaja zelo malo tveganj, povezanih z računalniško tomografijo. Toda tveganje za raka se lahko poveča, ker je v tem postopku izpostavljenost ionizirajočemu sevanju večja kot pri običajnih radiografijah.

To tveganje je zelo majhno, če obstaja le eno raziskovanje. Tveganje se poveča za otroke, še posebej, če se izvaja na prsih in trebuhu.

Lahko se pojavijo tudi alergijske reakcije na kontrastni medij; predvsem za določeno komponento, jod. V vsakem primeru je večina reakcij zelo blaga in lahko povzroči izpuščaje ali srbenje. Za preprečevanje tega lahko zdravnik predpiše alergijo ali steroidno zdravilo.

Ta sken ni indiciran za nosečnice, ker lahko škoduje otroku. V teh primerih se lahko priporoči še en test, kot je ultrazvok ali magnetna resonanca.

Reference

1. Chen, M. Y. M., Pope, T.L., Ott, D.J., Cabeza Martínez, B., Méndez Fernández, R., & Arrazola, J. (2006). Osnovna radiologija Madrid itd.: McGraw-Hill Interamericana.
2. Računalniška tomografija (CT) skeniranja telesa. (21. avgust 2015). Vzpostavljeno iz Webmd: webmd.com.
3. CT. (25. marec 2015). Pridobljeno iz klinike Mayo: mayoclinic.org.
4. Davis, L. M. (19. september 2016). CT (CAT Scan, računalniška aksialna tomografija). Vzpostavljeno iz zdravstva.
5. Erkonen, W. E., & Smith, W. L. (2010). Radiologija 101: Osnove in temelji slikovnih študij (3. izd.). Philadelphia: Wolters Kluwer / Lippincott Williams & Wilkins.
6. Gil Gayarre, M., Delgado Macías, M.T., Martinez Morillo, M., in Otón Sánchez, C. (2005). Priročnik klinične radiologije (2. izd.). Madrid: Elsevier.
7. McKenzie, J. (22. november 2016). Računalniška tomografija (CT). Vzpostavljeno iz Insideradiology: insideradiology.com.au.
8. Ropper, A.H., Brown, R.H., Adams, R.D., in Victor, M. (2007). Principi nevrologije Adamsa in Victora (8. izd.). Mehika; Madrid itd: McGraw Hill.
9. Ross, H. (25. februar 2016). CT (računalniška tomografija) skeniranje. Vzpostavljeno iz Healthline: healthline.com.