Računalniška tomografija (grško tomo pomeni rezina in graphos slika) je diagnostična metoda, ki prikaže zelo natančno sliko organov. Je neboleča in neinvazivna tehnika slikanja, ki uporablja rentgenske žarke in pri kateri računalnik pridobljene podrobne podatke digitalno pretvori v trodimenzionalno sliko, zato CT-slikanje v primerjavi z navadnim rentgenskim slikanjem omogoča natančnejši prikaz preiskovanega dela telesa.

Zgodovinski pregled

Začetki razvoja CT-aparatov segajo v Veliko Britanijo in Združene države Amerike v šestdeseta in sedemdeseta leta prejšnjega stoletja, kjer je Godfrey Newbold Hounsfield, elektrotehnik in kasnejši dobitnik Nobelove nagrade in plemiškega naslova sir, začel razmišljati, da bi s pomočjo aparata pregledal vsebino škatle. Tehnologija z rentgenskimi žarki je bila takrat že dobro znana. Zamislil si je, da bi škatlo z več strani obseval z rentgenskimi žarki, podatke primerjal in iz njih dobil prerez škatle. Če bi to večkrat ponovil, bi iz posameznih prerezov lahko dobil celotno sliko predmeta v notranjosti škatle.

Prva CT-naprava, ki jo je Hounsfield sestavil, je bila zelo majhna in je omogočala skeniranje predela glave, saj je bil dotlej pregled glave najzahtevnejši in tehnike, ki so bile v uporabi, niso bile dovolj natančne. Prvi testi so potekali na ohranjenih človeških možganih, ob pomanjkanju prostovoljcev so se testi naprej izvajali na kravjih možganih. Skeniranje je bil zelo dolgotrajen proces. Za en prerez je CT slikal skoraj eno sliko na vsako stopinjo, to je 160 slik za pol kroga (180 stopinj). Računalnik je nato potreboval več kot dve uri, da je slike zložil v želeno obliko (prerez). Velika težava je bilo premikanje bolnika med slikanjem, saj je bila preiskava dolgotrajna.

Vzporedno s tem je v Južnoafriški republiki rojeni fizik Allan Cormack z Univerze Tufts Massachusetts razvijal teorijo, na kateri temelji rekonstrukcija slike (Radonova transformacija, 1971). Leta 1972, le leto kasneje od prvega predstavljenega prototipa, so prvi CT-aparat uvedli v bolnišnici Atkinson Morley v Londonu. V štirih minutah je zmogel skenirati nekaj izrezov, računalnik pa je nato porabil sedem minut za rekonstrukcijo informacij v berljivo obliko. Leta 1975 je bil zgrajen prvi CT, ki je omogočal skeniranje celotnega telesa. Po siru Godfreyu Hounsfieldu je uvedena tudi t. i. Hounsfieldova lestvica (kvantitativna lestvica gostote sevanja).

Hiter napredek računalniške tomografije od začetkov do danes je posledica hitrega tehnološkega razvoja na področju detektorjev, predvsem pa napredek zmogljivosti računalnikov. Zelo pomemben del naprave za računalniško tomografijo namreč predstavlja programska oprema, ki omogoča obdelavo in prikaz zajetih podatkov, prilagojena diagnostičnim zahtevam.

Kako deluje CT?

V mnogih pogledih CT-slikanje deluje zelo podobno kot druge rentgenske preiskave. Izkorišča se lastnost, da različni deli telesa absorbirajo rentgenske žarke v različnem obsegu. Razlika v absorpciji med posameznimi organi omogoča natančen prikaz in razlikovanje med posameznimi organi. CT-naprava je sestavljena iz cevi, v kateri so izvori rentgenskih žarkov, žarek potuje v smeri detektorja, ta pri prehodu skozi objekt (tkivo pri pacientu) oslabi. Tako oslabljen žarek zaznajo detektorji CT-aparata, ki so na nasprotni strani izvora žarkov. Te podatke analizira računalnik in izračuna količino absorbiranih žarkov za majhne volumenske enote, zbrane informacije pa se pretvorijo v sliko. Če želimo višjo ločljivost končne slike, moramo objekt preslikati iz čim več različnih projekcij (kotov). V postopku rentgenskega CT-slikanja se rentgenska cev in detektorji zavrtijo za 360°, pri tem pa naredijo okrog tisoč rentgenskih posnetkov.

Poseben računalniški program obdeluje zbrane podatke, številne dvodimenzionalne presečne slike računalnik sestavi in pretvori v večdimenzionalno sliko, ta pa razkriva natančen pogled v notranjost telesa. Izboljšave detektorske tehnologije CT-aparatom omogočajo pridobiti več rezin v enem obratu. Te kamere, imenovane večrezinski CT, delajo tanjše rezine, ki se pridobijo v krajšem časovnem obdobju, kar omogoča še podrobnejši pregled. Sodobne CT-kamere delujejo tako hitro, da lahko preslikajo velik del telesa v samo nekaj sekundah in še hitreje pri majhnih otrocih. Takšna hitrost je koristna za vse bolnike, zlasti za otroke, starejše in kritično bolne, ki med preiskavo težko mirujejo.

Za otroke je treba prilagoditi tehniko slikanja glede na njihovo velikost in področje preiskovanega telesa, da bi zmanjšali prejeto dozo sevanja. Za nekatere CT-preiskave se uporablja kontrastno sredstvo, s tem se namreč poveča preglednost preiskovanega dela.

Druge tehnike slikanja, ki uporabljajo CT

PET/CT

Pri pozitronski emisijski tomografiji (PET) se v telo vbrizga radioaktivna snov, vezana na drugo snov, ki je naravno navzoča v telesu, najpogosteje glukoza. S slikanjem prikažemo porabo glukoze v organih in tkivih telesa. Nastane slika, ki je rezultat sevanja pozitronov (pozitivnih elektronov) v tkivih. Temeljno načelo preiskave je dejstvo, da rakave celice vsrkajo več glukoze kakor zdrave, kar pomeni, da bolne celice sprejmejo tudi več radioaktivne snovi. Tako bolna tkiva, ki vsebujejo več pozitronov, močneje sevajo, to pa zaznamo na sliki. Najpogosteje se PET/CT-preiskava uporablja za ugotavljanje prisotnosti, razširjenosti in učinkovitosti zdravljenja malignih bolezni, za iskanje mesta vnetnega žarišča in v nevrologiji za opredeljevanje nekaterih vrst demence. Ker pa PET ne prikaže samo oblike organov in tkiv, temveč tudi to, kako delujejo, lahko zdravniki odkrijejo zdravstvene težave, preden je spremembe v strukturi tkiv mogoče odkriti s CT ali drugimi diagnostičnimi metodami.

SPECT/CT

SPECT ali enofotonska izsevna tomografija izkorišča tehnecijeva jedra Tc99, ki oddajajo fotone točno določenih energij. Detektorji SPECT ali PET-kamere zabeležijo večje število različnih projekcij porazdelitve radioaktivnosti v telesu, nato pa z različnimi rekonstrukcijskimi algoritmi ustvarijo tridimenzionalno sliko porazdelitve radioaktivnosti v telesu.

Uporaba CT-ja v medicini

Uporaba CT-ja v medicini je zelo široka. Pomaga pri diagnostiki mišičnih in kostnih bolezni (zlomi, tumorji, metastaze), natančno prikaže mesto tumorja in njegovo razširjenost v druge organe, lahko prikaže mesto okužbe ter krvni strdek v žili. Nekateri diagnostični in terapevtski postopki, kot so operacije, biopsije in radioterapije, potekajo pod nadzorom CT-ja. Velik pomen ima v onkološki diagnostiki, spremljanju napredovanja in uspešnosti zdravljenja rakave bolezni. Prednost hitrega slikanja in natančnosti se izkorišča tudi pri urgentnih stanjih, ob sumu na notranje poškodbe ali notranje krvavitve.

Negativni učinki

Za slikanje s CT-jem se uporabljajo rentgenski žarki, ki sodijo med ionizirajoča sevanja. To pomeni, da to sevanje spremeni atom ali molekulo (izbije elektron) v ion, s tem pa spremenijo fizikalne in kemične lastnosti tkiva, v katerem nastane ion. Najpogostejša poškodba zaradi sevanja so poškodbe molekule DNK, kjer ob interakciji pride do preloma vijačnice DNK, kar lahko povzroči nastanek raka ali celično smrt. S tem dodatnim sevanjem je povezano sicer majhno, a večje tveganje za nastanek rakave bolezni. Zato je potreben skrben premislek, ali koristi odtehtajo tveganje.

Prejeta doza sevanja je odvisna od številnih faktorjev: od volumna preiskovanega področja, števila in tipa sekvenc skeniranja ter želene ločljivosti in kvalitete slike. CT združuje informacije iz mnogo radiogramov (več kot tristo). Sevanje okolice, ki ga prejmemo na letni ravni, je 3 mSv (mili sievert); pri rentgenogramu pljuč smo na primer izpostavljeni dozi sevanja okoli 0,02 mSv, CT srednje ločljivosti proizvede okoli 8 mSv, pri enem CT-slikanju pa smo izpostavljeni dozi sevanja, ki ustreza štirim letom sevanja okolice. Ker pa sevanje sorazmerno narašča z negativno četrto potenco ločljivosti, to pomeni, da se bo doza sevanja povečala za faktor 16, če želimo resolucijo povečati iz 1 mm na 0,5 mm, kar pomeni dozo sevanja več kot 100 mSv.

Pri uporabi kontrastnih sredstev ob CT-preiskavi lahko pri preobčutljivih pride do alergijske reakcije na kontrastna sredstva. Velikokrat se to zgodi pri kontrastnih sredstvih, ki vsebujejo jod. Ker se jod izloča skozi ledvice, morajo biti pazljivi predvsem pri ledvičnih bolnikih, pri katerih ob uporabi jodovega kontrasta lahko pride do ledvične okvare. Previdnost ni odveč niti pri doječih materah, saj morajo z dojenjem počakati 24 ur ali več po izpostavitvi kontrastnemu sredstvu.

Kljub tveganjem je CT-preiskava izjemno pomembna za medicino. Je neboleča in neinvazivna, natančna, hitra in preprosta za uporabo ter se lahko uporablja tudi pri ljudeh, ki imajo vsajene medicinske naprave.