Hvad er CT-scanninger, og hvordan fungerer de?

Uanset om du besøger akutten efter en hård udslip fra din mountainbike eller besøger din sundhedsklinik for en rutinemæssig screening af kræft, er det sandsynligt, at lægen vil anmode om interne billeder for at vurdere dit helbred.

En af de mest almindelige måder at fange interne kropsbilleder på er med en computertomografi (CT) -scanning.

CT-scanninger, også kaldet CAT-scanninger, bruger en roterende røntgenmaskine til at skabe tværsnitsbilleder eller 3D-billeder af en hvilken som helst kropsdel, ifølge National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB). De giver en smertefri, ikke-invasiv og hurtig måde for lægerne at undersøge knogler, organer og andet indre væv.

Sådan fungerer CT-scanninger

Under en CT-scanning ligger patienten på et bord, der bevæger sig gennem en doughnut-lignende ring, der er kendt som en bygning, ifølge NIBIB. Portalen har et røntgenrør, der roterer rundt om patienten, mens det skyder smalle bjælker af røntgenstråler gennem kroppen. Røntgenstrålerne samles op af digitale detektorer direkte overfor kilden.

Når røntgenkilden har fuldført en fuld rotation, skaber en sofistikeret computer et 2D-billede af den skive af kroppen, der typisk spænder fra 0,04 til 0,4 inches (1 til 10 mm) tyk. Computeren kombinerer derefter flere 2D-skiver for at skabe et 3D-billede af kroppen, hvilket gør det lettere for en læge at finde ud af, hvor patientens problem eksisterer. Selve scanningen tager typisk mindre end 15 minutter afhængigt af det område af kroppen, der afbildes.

For at gøre det lettere at identificere abnormiteter kan patienten have et kontrastmateriale. Opløsninger, der indeholder kontrastmaterialer, såsom iod eller barium, indføres i kroppen oralt, rektalt eller injiceres direkte i blodbanen afhængigt af målvævet. Materialerne i opløsningen fungerer ved midlertidigt at ændre, hvordan røntgenstråler interagerer med bestemte kropsvæv, hvilket får disse væv til at se forskellige ud i det resulterende billede, ifølge Radiologiske Samfund i Nordamerika. Kontrasten hjælper læger med at skelne mellem normalt og unormalt væv.

Hvorfor få en CT-scanning

CT-scannebilleder hjælper læger med at diagnosticere og lokalisere infektioner, muskelforstyrrelser, knoglebrud, kræft, tumorer og andre abnormiteter.

I nødsituationer er CT-scanninger redningsredskaber, der giver lægerne mulighed for hurtigt at bestemme omfanget af interne skader eller indre blødninger, ifølge Radiologiske Samfund i Nordamerika.

CT-scanninger er også vigtige i kræftdiagnostik, -behandling og -forskning ifølge National Cancer Institute.

Risici involveret

Mens CT-scanninger kan være vigtige værktøjer til vurdering af sundheden, er der risici forbundet med scanningen.

Afhængigt af det kropsområde, der scannes, kan der være risiko for stråleeksponering, ifølge American College of Radiology Imaging Network (ACRIN). Røntgenstråler er en kilde til ioniserende stråling, som kan skade følsomme væv såsom lymfoide organer og blod. CT-scanninger omkring maven anbefales ikke til gravide på grund af en chance for at fosteret ville blive udsat for skadelig stråling.

Mere tid i CT-scanneren kan føre til billeder af højere kvalitet, men også en højere strålingsdosis, hvilket ofte er unødvendigt, sagde Dr. Phuong-Anh Duong, direktør for computertomografi og lektor ved Emory University Department of Radiology and Imaging Sciences i Georgien. (En CT-scanning af bare brystområdet udsætter patienten for ca. 70 gange så meget som stråling som traditionelt røntgenbillede af brystet, ifølge Harvard Health Publishing.)

Duong sagde, at det er vigtigt at afbalancere CT-scanning-billedkvalitet med mængden af ​​stråleeksponering - en praksis, som læger kalder ALARA, eller så lav som med rimelighed opnås.

Der er et par måder at reducere eksponering for stråling, sagde Duong. F.eks. Kun billedet, når det er nødvendigt, og kun den kropsdel, der er nødvendigt, og brug lavere energi-stråling og nyere teknologi, såsom mere følsomme røntgendetektorer.

Lejlighedsvis kan patienter opleve allergiske reaktioner på kontrastmaterialerne, men større reaktioner er sjældne. Hvis der er kendt allergi i forvejen, kan der gives medicin for at reducere virkningen af ​​kontrastmaterialet, ifølge Radiologiske Samfund i Nordamerika. Mennesker med astma, høfeber, allergier, hjertesygdomme eller nyre- eller skjoldbruskkirtelproblemer ser ud til at være mere udsatte for at udvikle en reaktion på kontrastmaterialet, selvom forskere stadig ikke er klar over, hvorfor.

Næste generation af CT-scannere

Kunstig intelligens (AI) indarbejdes i CT-scannere for at skabe bedre billeder med mindre stråling, fortalte Duong .

Tidligere i år inkorporerede forskere ved University of Central Florida AI i et CT-scanningssystem, der var i stand til at registrere spormængder af lungekræft.

På et andet fremskridt i år oprettede en gruppe forskere fra Icahn School of Medicine på Mount Sinai i New York City et AI-system, der undersøger CT-scanningsbilleder af hjernen. Systemet kan registrere problemer, såsom et slagtilfælde, på så lidt som 1,2 sekunder. Holdet offentliggjorde sine resultater i tidsskriftet Nature Medicine.

Et andet stort spring fremad inden for CT-scanningsteknologi er fotontællende CT-scannere. Disse scannere indeholder en detektor, der tæller og sporer individuelle fotoner fra røntgenkilden og detekterer individuelle fotoninteraktioner. Resultatet er et klarere billede med forbedret opløsning og kontrast i modsætning til traditionelle CT-scannebilleder, der bruger energiintegrerende detektorer til at detektere et stort antal fotoner ad gangen og blot måle intensiteten. De fotontællende CT-scannere kan føre til nedsatte røntgendoser, bedre vævsdifferentiering, skarpere billedkvalitet og et reduceret behov for kontrastmateriale, sagde Duong.

CT-scanningsmaskiner bliver også mere specialiserede. CT-maskiner specifikt designet til scanning af brystvæv giver information, der kan sammenlignes med traditionelle mammogrammer, men uden behov for brystkomprimering og med betydeligt mindre stråleeksponering gennem brystet, ifølge NIBIB.

Vil CT-scanninger nogensinde udvikle sig til det punkt, at det ligner et håndholdt diagnostisk udstyr som "tricorders" fra "Star Trek"? Ikke helt, selvom bærbare og mobile CT-scannere eksisterer, sagde Duong, såsom den mobile, van-monterede CT-scanner, der bruges af Grady Health System på Emory University School of Medicine. Men de mindre maskiner er ikke så effektive som traditionelle CT-scannere, og det er vanskeligt at beskytte tilskuere mod eksponering for stråling.

Yderligere læsning:

• Hvordan CT-teknologi har udviklet sig i de sidste 50 år fra International Society for Computer Tomography.
• CT-afbildning versus røntgenstråler fra FDA.
• Mere information om CT-scanninger fra Mayo Clinic.