Čo je to počítačová tomografia?

počítačová tomografia alebo počítačová axiálna tomografia (CT alebo CAT scan) je zobrazovacia technika, pomocou ktorej možno pozorovať rôzne vnútorné časti tela. Používa sa hlavne na detekciu anomálií v štruktúre organizmu a na diagnostikovanie.

Pracuje prostredníctvom kombinácie série röntgenových snímok z rôznych uhlov pohľadu. Neskôr sú spracované počítačmi na vytvorenie priečnych (axiálnych) obrazov tela.

Röntgenové lúče sú elektromagnetické žiarenie, ktoré prechádza cez nepriehľadné telesá na svetlo a vytvára za nimi obrazy. Röntgenové snímky zobrazujú vnútro tela v čiernej a bielej farbe, pretože každý typ tkaniva absorbuje rôzne množstvá žiarenia.

Pomocou počítačovej tomografie sa získajú podrobnejšie snímky vnútorných štruktúr. To umožňuje zdravotníckemu pracovníkovi nahliadnuť do tela a vyzerať ako jablko, keď ho rozrezáme na polovicu.

Prvé stroje TC vykonávali iba jeden rez naraz, ale väčšina moderných skenerov bežala niekoľko súčasne. To sa môže pohybovať od 4 do 320 kusov. Najnovšie stroje môžu dosiahnuť 640 kusov.

Tento postup znamenal skutočnú revolúciu v rádiodiagnostike od objavenia röntgenových lúčov, pretože mäkké tkanivá, krvné cievy a kosti možno pozorovať v rôznych oblastiach tela..

Počítačovú tomografiu vyvinul britský inžinier Godfrey Hounsfield a americký inžinier Allan Cormack. Za svoju prácu dostali v roku 1979 Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu.

Táto technika sa stala základným pilierom v diagnostike lekárskych ochorení. S ním môžete získať obrázky hlavy, chrbta, miechy, srdca, brucha, kolien, hrudníka ... okrem iného.

Takmer všetky oblasti medicíny ťažili z uplatňovania tejto techniky, zvládajú opustiť ďalšie nepríjemné, nebezpečné a bolestivé postupy. Predovšetkým, keď sa overí, že počítačová tomografia poskytuje bezpečnejšiu, jednoduchšiu a menej nákladnú diagnózu.

Jednou z oblastí, v ktorej má počítačová tomografia väčší dopad, je skúmanie nervového systému. Pred niekoľkými rokmi bola možnosť získania obrazov mozgu s takou presnosťou nemysliteľná.

To umožnilo prielom v existujúcich poznatkoch o fungovaní mozgu.

Ako funguje mechanizmus počítačovej tomografie?

Prvý počítačový tomografický prístroj, ktorý fungoval efektívne a mal klinickú aplikáciu, vykonal v roku 1967 Hounsfield..

Hounsfield chcel rekonštruovať rádiologickú hustotu ľudského tela z množstva meraní pochádzajúcich z prenosu röntgenového svetelného lúča.

Dokázal, že to bolo možné pomocou miernych dávok žiarenia. To by mohlo dosiahnuť presnosť 0,5%, čo bolo oveľa lepšie ako bežné rádiologické postupy.

Prvé zariadenie bolo nainštalované v nemocnici Atkinson Morley v roku 1971. Zatiaľ čo v roku 1974 na univerzite v Georgetowne bol získaný prvý CT celotelový CT..

Odvtedy sa zlepšujú a dnes existuje niekoľko výrobcov. Súčasné zariadenia stoja približne 250 000 až 800 000 EUR.

X-lúče prechádzajú materiálmi a výsledné obrazy závisia od látky a fyzikálneho stavu materiálov. Existujú rádioaktívne tkanivá, to znamená, že nechajú röntgenové lúče prechádzať a vyzerajú čierne. Kým rádioaktívne nepriehľadné látky absorbujú röntgenové žiarenie a vyzerajú biele.

V ľudskom tele možno pozorovať 4 hustoty. Hustota vzduchu (hypodense) sa pozoruje čierna. Hustota tuku (isodense) sa pozoruje sivá. Hustota kostí (hyperdense) vyzerá biela. Hustotu vody možno vidieť sivastú čiernu, aj keď pridáte kontrastnú látku, vyzerá biela.

Kontrastnou látkou je látka, ktorá sa prehltne alebo vstrekne, aby sa lepšie pozorovali štruktúry, ktoré sa majú skúmať.

Hladiny radiodenzity ľudských tkanív sa merajú v mierkach jednotiek Hounsfield (HU), ako pocta jeho tvorcovi.

Počítačová tomografia je založená na usporiadaní rôznych rôntgenových lúčov v rôznych uhloch, ktoré sú aplikované na pozorovanú oblasť.

Prvky počítačovej tomografie

Zariadenie používané v počítačovej tomografii sa skladá z troch systémov:

Systém zberu údajov

Sú to prvky, ktoré sa používajú pri prieskume pacienta. Skladá sa z generátora vysokého napätia podobného tomu, ktorý sa používa v tradičnej rádiológii. To umožňuje použitie rôntgenových trubíc, ktoré sa otáčajú vysokou rýchlosťou.

Je tiež potrebný stojan, to znamená nosidlá, kde je pacient umiestnený a mechanizmy, ktoré ho pohnú. Tento nosič je nevyhnutný, pretože umožňuje pacientovi, aby bol pohodlný a nepohyboval sa.

Materiál nosidiel by nemal zasahovať do röntgenového žiarenia, preto sa používa uhlíkové vlákno. Jeho motor je veľmi precízny a hladký, takže nevyžaruje dvakrát väčšiu plochu.

Ďalším prvkom je röntgenová trubica, ktorá generuje ionizujúce žiarenie, podobné tradičným rádiografom. Existujú aj detektory žiarenia, ktoré transformujú röntgenové žiarenie na digitálne signály, ktoré počítač dokáže preložiť. Sú umiestnené v tvare korunky, okolo otvoru, kde je pacient umiestnený.

Systém spracovania dát

Pozostáva v podstate z počítača a prvkov, ktoré sa s ním komunikujú (monitor, klávesnica, tlačiareň atď.)

Počítač zo zozbieraných signálov vykonáva matematické výpočty, ktoré sú uložené. To umožňuje jeho vizualizáciu a následnú modifikáciu.

V prvých testoch vykonaných spoločnosťou Hounsfield trvalo zariadenie na rekonštrukciu každého obrazu takmer 80 minút. V súčasnej dobe, v závislosti na formáte obrazu, počítač rieši asi 30.000 rovníc súčasne rekonštruovať obraz. Preto potrebujete výkonné zariadenie.

Táto technológia umožnila výpočet vykonať rekonštrukciu obrazu, ktorý sa má vykonať približne za 1 sekundu.

Pretože súčasné počítače sú digitálne, na prácu s obrázkom sa musí zredukovať na množinu čísel, ktoré obsahujú maximálne možné informácie. Na dosiahnutie tohto cieľa sa obraz rozdelí na malé štvorčeky, čím sa vytvorí matica.

Každý štvorec sa nazýva "pixel" a informácia každého z nich je číselná hodnota. Obsahuje čísla, ktoré predstavujú jeho polohu na osi X a na osi Y matice. Tiež tretej osi, ktorá označuje úroveň šedej.

Je teda možné zmenšiť existujúce informácie na obrázku na čísla. Čím menšie sú štvorce matice a čím väčší je počet odtieňov šedej, tým podrobnejšie budú poskytnuté informácie a tým viac sa bude podobať skutočnému obrázku..

V počítačovej tomografii sú najčastejšie používané matrice 256 x 256 a 512 x 512 pixelov. Štvorce, ktoré tvoria matricu, sú početné. Napríklad v matici 256 x 256 by sme mali 65 536 pixlov.

Prezentácia a ukladanie dát

Údaje sa zobrazia na obrazovkách. Niektoré tímy majú dva, jeden pre technika, ktorý vykonáva test a druhý pre lekára, ktorý študuje alebo modifikuje získaný obraz.

Na zaznamenávanie obrázkov a ich archiváciu sa používajú aj rôzne mechanizmy. X-lúče môžu byť vytlačené podobným spôsobom ako konvenčný vývojový postup.

vývoj

Počítačová tomografia rieši niektoré problémy konvenčnej rádiografie. Kým v tomto je možné rozlíšiť 4 úrovne hustoty v obrazoch (vzduch, voda, tuk a vápnik), v CT môže dosiahnuť až 2000 hustôt sivej.

V konvenčnej rádiológii sa získa obraz s tromi osami v priestore na dvojrozmernom filme. To znamená superpozíciu prvkov, ktoré boli röntgenované. V CT sa získa oveľa presnejší obraz troch osí, čím sa eliminuje superpozícia.

Čím väčšie sú prieskumné priesmyky vykonávané systémom, tým väčšie sú údaje a vernejšie realite. Počet snímok je však obmedzený časom potrebným na ich vytvorenie, ako aj vystavením pacienta žiareniu. Vzhľadom k tomu, že je škodlivé prijímať ho na dlhú dobu.

Vďaka tomu sa počítačový tomografický systém zakaždým zlepšuje a prechádza nasledujúcimi procesmi:

Prvá generácia

Prvá generácia CT sa skladala z tenkého a úzkeho lúča žiarenia s jedným detektorom. Zametanie bolo široké a prieskum trval len niečo cez 4 minúty.

Po premiestnení detektorovej trubice sa urobil ďalší krok, aby sa pokryla celá plocha. Tieto údaje boli uložené v počítači.

Druhá generácia

Druhá generácia je charakterizovaná tým, že existuje väčší počet detektorov (30 alebo viac). To umožnilo prekladové časy 18 sekúnd, s ktorými môžete dosiahnuť dobré výsledky.

Tretia generácia

Tretia generácia vyvinula korunku pevných detektorov. Pozostáva z oblúka viac ako 40 stupňov.

Translačné pohyby rúry sú potlačené a otáčajú sa len. S týmto vývojom sa dosiahli časy 4 sekúnd.

Dnes bola vyvinutá helikálna počítačová tomografia, v ktorej dochádza k nepretržitej expozícii prostredníctvom mnohých detektorov. Nosič pacienta sa tiež pohybuje s vysokou presnosťou.

To umožňuje v priebehu niekoľkých sekúnd urobiť tomografické rezy celej lebky alebo hrudníka. Okrem toho, vyspelé počítačové systémy umožňujú spracovanie týchto údajov takmer okamžite.

Najmodernejšie tomografy umožňujú vytvárať trojrozmerné obrazy z informácií získaných z dvojrozmerných tomografických rezov.

Ako sa to robí??

Na vykonanie zákroku musí pacient odstrániť akékoľvek kovové alebo iné prvky, ktoré môžu rušiť vyšetrenie, ako sú okuliare alebo zubné protézy..

Zdravotník môže poskytnúť pacientovi špeciálne farbivo nazývané kontrastná látka. Slúži na to, aby sa röntgenovým lúčom dali jasnejšie zistiť vnútorné štruktúry.

Kontrastný materiál je na obrázkoch biely, čo umožňuje zvýraznenie krvných ciev, tkanív alebo iných štruktúr. Kontrastná látka sa môže dodávať vo forme nápoja alebo vstrekovať do ramena. Výnimočne sa používajú edémy, ktoré sa majú vložiť do konečníka.

Pacient musí ležať na nosidlách. Lekári a technici sa nachádzajú v susednej miestnosti, v kontrolnej miestnosti. V ňom je počítač a monitory. Pacient s nimi môže komunikovať prostredníctvom interkomu.

Nosič sa jemne posúva dovnútra skenera a röntgenový prístroj sa točí okolo pacienta. Každá rotácia vytvára početné obrazy rezov jeho tela.

Postup môže trvať od 20 minút do 1 hodiny. Je nevyhnutné, aby bol pacient úplne tichý, aby pohyb neovplyvňoval prieskum.

Potom bude rádiológ skúmať snímky. Je to lekár, ktorý sa špecializuje na diagnostiku a liečbu ochorení z zobrazovacích techník.

aplikácie

Počítačová tomografia má mnoho aplikácií v takmer všetkých oblastiach medicíny, ktoré sú užitočné aj v neurovedách.

Používa sa najmä na skúmanie krku, chrbtice, brucha, panvy, rúk, nôh atď..

Okrem toho môžu byť získané obrazy vnútorných orgánov tela, ako sú pečeň, pankreas, črevá, obličky, močový mechúr, nadobličky, pľúca, srdce, mozog atď. Môže tiež analyzovať krvné cievy a miechu.

Hlavné aplikácie počítačovej tomografie sú:

- CT hrudníka: Dokáže odhaliť problémy v pľúcach, srdci, pažeráku, aortálnej artérii alebo tkanivách v strede hrudníka. Týmto spôsobom môžete nájsť infekcie, rakovinu pľúc, pľúcnu embóliu a aneuryzmy.

- CT brucho: Pomocou tohto postupu môžete nájsť abscesy, nádory, infekcie, zväčšené lymfatické uzliny, cudzie predmety, krvácanie, zápal slepého čreva, divertikulitídu atď..

- CT močového traktu: Počítačová tomografia obličiek, močových ciest a močového mechúra sa nazýva urografia. Pomocou tejto techniky môžete nájsť kamene v obličkách, kameňoch močového mechúra alebo prekážky v močovom trakte.

Intravenózna pyelografia (IVP) je typ počítačovej tomografie, ktorá využíva kontrastnú látku na vyhľadávanie obštrukcií, infekcií alebo iných ochorení močového traktu..

- CT pečene: týmto spôsobom môžete nájsť nádory, krvácanie alebo iné ochorenia v pečeni.

- CT pankreas: sa používa na nájdenie nádorov pankreasu alebo zápalu pankreasu (pankreatitída).

- CT žlčníka a žlčové kanály: môže byť užitočné na nájdenie žlčových kameňov, hoci sa všeobecne používa ultrazvuk.

- TC panva: odhaliť problémy v orgánoch, ktoré sú v tejto oblasti. U žien sa používa na skúmanie maternice, vaječníkov a vajíčkovodov. Pre človeka, prostatu a semenný váčik.

- Rameno alebo noha TC: S týmto môžete odhaliť problémy v ramene, lakte, ruke, bedre, kolene, členku, nohe. To môže diagnostikovať poruchy svalov a kostí ako zlomeniny.

- Na druhej strane, tomografia je základným sprievodcom plánovanie operácií alebo rádioterapie.

- Je tiež užitočné ovládať účinnosti liečby ktoré sa vykonávajú.

- Mozgová počítačová tomografia tiež slúži na detekciu krvácania, poranení mozgu alebo zlomenín v lebke. Používa sa na diagnostiku aneuryziem, krvných zrazenín, mŕtvice, nádorov, hydrocefalus, ako aj malformácií alebo ochorení lebky..

riziká

Existuje len veľmi málo rizík súvisiacich s počítačovou tomografiou. Riziko rakoviny sa však môže zvýšiť, pretože v tomto postupe je vystavenie ionizujúcemu žiareniu vyššie ako u konvenčných rádiografov.

Toto riziko je veľmi nízke, ak existuje iba jeden prieskum. Riziko sa zvyšuje u detí, najmä ak sa vykonáva na hrudníku a bruchu.

Môžu sa vyskytnúť aj alergické reakcie na kontrastnú látku; hlavne na špecifickú zložku, jód. V každom prípade je väčšina reakcií veľmi mierna a môže viesť k vyrážkam alebo svrbeniu. Proti tomuto môže lekár predpísať alergiu alebo steroidné liečivo.

Toto skenovanie nie je indikované pre tehotné ženy, pretože môže spôsobiť poškodenie dieťaťa. V týchto prípadoch sa môže odporučiť ďalší test, ako je ultrazvuk alebo magnetická rezonancia.

referencie

1. Chen, M. Y. M., Pope, T. L., Ott, D. J., Cabeza Martínez, B., Méndez Fernández, R., & Arrazola, J. (2006). Základná rádiológia Madrid: McGraw-Hill Interamericana.
2. Skenovaná tomografia (CT) Skenu tela. (21. august 2015). Zdroj: Webmd: webmd.com.
3. CT skenovanie. (25. marec 2015). Získané z Mayo Clinic: mayoclinic.org.
4. Davis, L. M. (19. septembra 2016). CT sken (CAT Scan, počítačová axiálna tomografia). Získané z emedicinehealth.
5. Erkonen, W. E., & Smith, W. L. (2010). Rádiológia 101: Základy a základy zobrazovacích štúdií (3. vydanie). Philadelphia: Wolters Kluwer / Lippincott Williams & Wilkins.
6. Gil Gayarre, M., Delgado Macías, M. T., Martinez Morillo, M., & Otón Sánchez, C. (2005). Príručka klinickej rádiológie (2. vydanie). Madrid: Elsevier.
7. McKenzie, J. (22. novembra 2016). Počítačová tomografia (CT). Zdroj: Insideradiology: insideradiology.com.au.
8. Ropper, A.H., Brown, R.H., Adams, R. D., & Victor, M. (2007). Princípy neurológie Adama a Victora (8. vydanie). Mexiko; Madrid atď.: McGraw Hill.
9. Ross, H. (25. februára 2016). CT (počítačová tomografia). Zdroj: Healthline: healthline.com.