Wat zijn CT-scans en hoe werken ze?

Of u nu de eerste hulpafdeling bezoekt na een zware lekkage van uw mountainbike of uw gezondheidskliniek bezoekt voor een routinematige kankerscreening, de arts zal waarschijnlijk interne beelden vragen om uw gezondheid nauwkeurig te beoordelen..

Een van de meest gebruikelijke manieren om interne lichaamsbeelden vast te leggen, is met een computertomografie (CT) -scan.

CT-scans, ook wel CAT-scans genoemd, gebruiken een roterende röntgenmachine om cross-sectionele of 3D-beelden van elk lichaamsdeel te maken, volgens het National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB). Ze bieden artsen een pijnloze, niet-invasieve en snelle manier om botten, organen en andere interne weefsels te onderzoeken.

Hoe CT-scans werken

Tijdens een CT-scan ligt de patiënt op een tafel die volgens de NIBIB door een donutachtige ring beweegt die bekend staat als een portaal. Het portaal heeft een röntgenbuis die rond de patiënt draait en daarbij smalle bundels röntgenstralen door het lichaam schiet. De röntgenstralen worden opgevangen door digitale detectoren direct tegenover de bron.

Nadat de röntgenbron een volledige rotatie heeft voltooid, maakt een geavanceerde computer een 2D-afbeelding van dat deel van het lichaam, dat doorgaans varieert van 0,04 tot 0,4 inch (1 tot 10 millimeter) dik. De computer combineert vervolgens verschillende 2D-plakjes om een ​​3D-afbeelding van het lichaam te maken, waardoor het voor een arts gemakkelijker wordt om vast te stellen waar het probleem van de patiënt bestaat. De scan zelf duurt doorgaans minder dan 15 minuten, afhankelijk van het gebied van het lichaam dat wordt afgebeeld.

Om afwijkingen gemakkelijker te kunnen identificeren, kan de patiënt een contrastmateriaal krijgen. Oplossingen die contrastmaterialen bevatten, zoals jodium of barium, worden oraal, rectaal in het lichaam ingebracht of rechtstreeks in de bloedbaan geïnjecteerd, afhankelijk van het doelweefsel. De materialen in de oplossing werken door tijdelijk de interactie van röntgenstralen met bepaalde lichaamsweefsels te veranderen, waardoor die weefsels er anders uitzien in het resulterende beeld, volgens de Radiological Society of North America. Het contrast helpt artsen om onderscheid te maken tussen normaal en abnormaal weefsel.

Waarom een ​​CT-scan krijgen

CT-scanbeelden helpen artsen bij het diagnosticeren en lokaliseren van infecties, spieraandoeningen, botbreuken, kanker, tumoren en andere afwijkingen.

In noodsituaties zijn CT-scans levensreddende hulpmiddelen waarmee artsen snel de omvang van inwendig letsel of inwendige bloedingen kunnen bepalen, volgens de Radiological Society of North America..

Volgens het National Cancer Institute zijn CT-scans ook van vitaal belang bij de diagnose, behandeling en onderzoek van kanker.

Risico's

Hoewel CT-scans essentiële instrumenten kunnen zijn om de gezondheid te beoordelen, zijn er risico's verbonden aan de scan.

Afhankelijk van het deel van het lichaam dat wordt gescand, kan er volgens het American College of Radiology Imaging Network (ACRIN) risico op blootstelling aan straling bestaan. Röntgenstralen zijn een bron van ioniserende straling, die gevoelige weefsels zoals lymfoïde organen en bloed kan beschadigen. CT-scans rond de buik worden niet geadviseerd voor zwangere vrouwen vanwege de kans dat de foetus wordt blootgesteld aan schadelijke straling.

Meer tijd in de CT-scanner kan leiden tot beelden van hogere kwaliteit, maar ook tot een hogere stralingsdosis, wat vaak niet nodig is, zei dr.Phuong-Anh Duong, directeur computertomografie en universitair hoofddocent aan de Emory University Department of Radiology and Imaging Sciences in Georgië. (Een CT-scan van alleen het borstgebied stelt de patiënt bloot aan ongeveer 70 keer de hoeveelheid straling als een traditionele röntgenfoto van de borst, volgens Harvard Health Publishing.)

Duong zei dat het belangrijk is om de beeldkwaliteit van de CT-scan in evenwicht te brengen met de hoeveelheid blootstelling aan straling - een praktijk die artsen ALARA noemen, of zo laag als redelijkerwijs haalbaar is.

Er zijn een paar manieren om de blootstelling aan straling te verminderen, zei Duong. Maak bijvoorbeeld alleen beeld wanneer dat nodig is en alleen het lichaamsdeel dat nodig is, en gebruik minder energetische straling en nieuwere technologie, zoals gevoeliger röntgendetectoren.

Af en toe kunnen patiënten allergische reacties op de contrastmaterialen ervaren, maar ernstige reacties zijn zeldzaam. Als allergieën van tevoren bekend zijn, kunnen medicijnen worden gegeven om de effecten van het contrastmateriaal te verminderen, volgens de Radiological Society of North America. Mensen met astma, hooikoorts, allergieën, hartaandoeningen of nier- of schildklierproblemen lijken meer risico te lopen op het ontwikkelen van een reactie op het contrastmateriaal, hoewel onderzoekers nog onduidelijk zijn waarom.

CT-scanners van de volgende generatie

Kunstmatige intelligentie (AI) wordt verwerkt in CT-scanners om betere beelden te maken met minder straling, vertelde Duong .

Eerder dit jaar hebben onderzoekers van de University of Central Florida AI geïntegreerd in een CT-scansysteem dat sporen van longkanker kon detecteren..

Dit jaar heeft een groep onderzoekers van de Icahn School of Medicine op Mount Sinai in New York City een AI-systeem gecreëerd dat CT-scanbeelden van de hersenen onderzoekt. Het systeem kan problemen, zoals een beroerte, in slechts 1,2 seconden detecteren. Het team publiceerde zijn resultaten in het tijdschrift Nature Medicine.

Een andere grote sprong voorwaarts in CT-scantechnologie zijn CT-scanners met fotonentelling. Deze scanners bevatten een detector die individuele fotonen van de röntgenbron telt en volgt en individuele fotoninteracties detecteert. Het resultaat is een duidelijker beeld met verbeterde resolutie en contrast, in tegenstelling tot traditionele CT-scanbeelden die energie-integrerende detectoren gebruiken om grote aantallen fotonen tegelijk te detecteren en eenvoudig de intensiteit te meten. De foton-tellende CT-scanners kunnen leiden tot lagere röntgendoses, betere weefseldifferentiatie, scherpere beeldkwaliteit en een verminderde behoefte aan contrastmateriaal, zei Duong..

CT-scanmachines worden ook meer gespecialiseerd. CT-machines die speciaal zijn ontworpen voor het scannen van borstweefsel, leveren informatie die vergelijkbaar is met traditionele mammogrammen, maar zonder dat borstcompressie nodig is en met aanzienlijk minder blootstelling aan straling via de borst, aldus het NIBIB.

Zullen CT-scans ooit zo evolueren dat ze lijken op een draagbaar diagnostisch apparaat zoals de "tricorders" van "Star Trek"? Niet helemaal, hoewel er draagbare en mobiele CT-scanners bestaan, zei Duong, zoals de mobiele CT-scanner die in een busje is gemonteerd, die wordt gebruikt door Grady Health System aan de Emory University School of Medicine. Maar de kleinere machines zijn niet zo efficiënt als traditionele CT-scanners, en het is moeilijk om omstanders te beschermen tegen blootstelling aan straling.

Verder lezen:

• Hoe CT-technologie zich in de afgelopen 50 jaar heeft ontwikkeld vanuit de International Society for Computer Tomography.
• CT-beeldvorming versus röntgenfoto's, van de FDA.
• Meer informatie over CT-scans, van de Mayo Clinic.