Jak działa tomografia komputerowa?

Badanie metodą tomografii komputerowej umożliwia uzyskanie przekrojów badanego narządu oraz jego wizualizację 3D dzięki wykorzystaniu promieniowania rentgenowskiego. 

Prace nad skonstruowaniem tomografu trwały od początku lat 60-tych XXw. W 1968r. Godfrey Hounsfield, inżynier EMI, przedstawił światu pierwszy tomograf - EMI Brain Scanner. Urządzenie zdolne było wyłącznie do obrazowania mózgu. Co ciekawe, głowę pacjenta musiał otaczać w trakcie półgodzinnego badania zbiornik z wodą, pochłaniający nadmierną ilość promieniowania. Pierwszym tomografem, który służył do obrazowania dowolnej części ciała i nie wymagał obecności zbiornika z wodą był skaner ACTA. Zaprojektował go amerykański biofizyk i stomatolog Robert Ledley'a w 1973r.

Czym jest tomografia komputerowa?

Tomografia komputerowa (TK) to zaawansowana metoda diagnostyki obrazowej, która pozwala na uzyskanie szczegółowych przekrojowych obrazów narządów i tkanek wewnętrznych. Wykorzystuje promieniowanie rentgenowskie oraz technologię komputerową do tworzenia trójwymiarowych rekonstrukcji ciała pacjenta.

Zasada działania tomografii komputerowej

W budowie tomografu komputerowego zasadniczo można wyróżnić 3 elementy: stół, na którym podczas badania znajduje się pacjent, konsolę operatora oraz skaner. Skaner (inaczej gantra lub okole) jest główną częścią tomografu, w której umieszczone są m.in. komora pomiarowa, lampa rentgenowska, system detektorów, kolimatory, układ obracający oraz układy zasilania. 

Podczas badania pacjent leżący nieruchomo na stole zostaje umieszczony w komorze pomiarowej tomografu, która ma kształt tunelu. W obecnych czasach wykonuje się tomografię tzw. spiralną. Skaner wykonuje wokół pacjenta ciągłe rotacje, co w połączeniu ze stałym przesuwem stołu pozwala na wykonanie badania w trakcie jednego zatrzymanego wdechu. Dzięki temu unikamy przemieszczenia narządów podczas ruchów związanych z oddychaniem. Najnowocześniejsze skanery potrafią zobrazować całe ciało badanego w przeciągu 30 sekund.

Lampa rentgenowska obracając się emituje promieniowanie wiązką równoległą do obrazowanej płaszczyzny i dokonuje serii prześwietleń. Detektory odpowiadają za pomiar ilości promieniowania, które pochłonięte zostało podczas przejścia przez tkanki w trakcie wykonywania prześwietleń z różnych stron pacjenta. Zadaniem kolimatorów umieszczonych przy każdym z detektorów, jest natomiast minimalizowanie rozpraszania promieniowania. Konsola operatorska wyposażona w sprzęt komputerowy służy do programowania badania i monitorowania jego przebiegu, a także pozwala przetwarzać i analizować uzyskiwane obrazy. Konsola posiada także wbudowany intercom co umożliwia stały kontakt z pacjentem w trakcie badania.

Obraz uzyskany w badaniu tomograficznym jest złożony z pikseli, przy czym każdemu pikselowi komputer przypisuje liczbę TK w skali od -1000 do +1000. Jest to tzw. skala Hounsfielda. Pomiar TK z wykorzystaniem tej skali oparty jest na różnicy w gęstości poszczególnych tkanek, a tym samym różnego stopnia pochłaniania przez nie promieniowania X - znajduje to odzwierciedlenie w każdym pikselu uzyskanego obrazu. Tkanki o większej gęstości, które pochłaniają większą ilość promieniowania mają bowiem wysokie wartości jednostek Hounsfielda i są przedstawiane  w postaci jaśniejszych struktur. Skala Hounsfielda pozwala zatem przedstawić wnętrze jam ciała w postaci czarno-białych obrazów, w różnych odcieniach szarości.

Wyniki tomografii komputerowej

Wyniki badań obrazowych przechowywane są na specjalnych serwerach, które służą do ich archiwizacji, przesyłania i przechowywania - system taki nazywa się PACS (ang. Picture Archiving, Communications and Storage System). Dzięki systemowi PACS każde takie badania obrazowe może być poddane późniejszej ponownej analizie. Co więcej, dotyczy to nie tylko tomografii komputerowej ale także rezonansu magnetycznego, ultrasonografii czy radiologii konwencjonalnej.

Zastosowanie tomografii komputerowej w diagnostyce

Tomografia komputerowa (TK) ma szerokie zastosowanie w diagnostyce medycznej, dzięki swojej precyzji i zdolności do obrazowania tkanek wewnętrznych w wysokiej rozdzielczości. Oto najważniejsze obszary jej wykorzystania:

• diagnostyka urazów i stanów nagłych,
• diagnostyka chorób nowotworowych,
• ocena chorób układu krążenia,
• diagnostyka chorób układu oddechowego,
• diagnostyka jamy brzusznej i miednicy,
• diagnostyka układu nerwowego,
• planowanie i monitorowanie leczenia.

Zalety tomografii komputerowej

Obrazowanie metodą tomografii komputerowej jest powszechnie stosowane w wielu dziedzinach medycyny i pozwala na uzyskanie szczegółowych obrazów skanowanych narządów. Niewątpliwą zaletą opisywanej techniki jest bardzo krótki czas badania, w porównaniu z innymi metodami radiologicznymi.

Wystarczy zaledwie kilkadziesiąt sekund, by ocenić wybraną okolicę ciała, co znacznie zwiększa komfort pacjenta podczas przeprowadzania wspomnianej procedury. Dzięki temu, tomografia komputerowa jest badaniem z wyboru u osób niewspółpracujących, a także u pacjentów po różnego rodzaju urazach i w ciężkim stanie ogólnym. Bardzo często jest wykorzystywana w szpitalnych oddziałach ratunkowych, gdzie trafiają osoby poszkodowane w wypadkach. W nagłych sytuacjach, pozwala bowiem na natychmiastowe uwidocznienie krwotoków i obrażeń wewnętrznych, co ma duże znaczenie w dalszym postępowaniu i często pomaga uratować życie pacjenta.

Niewątpliwą zaletą tomografii komputerowej jest również jej nieinwazyjność, co oznacza, że nie wymaga ona przeprowadzania żadnych ingerencji do wnętrza organizmu i nie zwiększa ryzyka rozwoju powikłań. Tomografia komputerowa umożliwia jednoczesne uzyskanie skanów narządów miąższowych, kości i naczyń krwionośnych. Ponadto, dostarcza  bardzo szczegółowych obrazów, charakteryzujących się wysoką rozdzielczością przestrzenną, co wyróżnia ją spośród innych metod radiologicznych. Z dużą dokładnością odzwierciedla anatomię i patologię danego organu, pozwala określić jego zarysy, wielkość oraz strukturę wewnętrzną.

Wśród patologii, w których skuteczność rozpoznawcza TK jest wysoka, znajdują się między innymi:

• uszkodzenia urazowe,
• torbiele,
• zmiany lite,
• naczyniaki,
• tętniaki,
• zmiany niedokrwienne,
• powiększone węzły chłonne.

Kolejną zaletą tomografii komputerowej jest możliwość jej przeprowadzenia u pacjentów z wszczepionymi urządzeniami, takimi jak rozrusznik serca czy neurostymulator. Badanie przy pomocy tomografu daje możliwość obrazowania w czasie rzeczywistym, co sprawia, że jest to odpowiednie narzędzie do wykonywana biopsji różnych organów, głównie płuc, narządów jamy brzusznej oraz miednicy. Tomografia komputerowa to cenna metoda diagnostyczna szeroko wykorzystywana w onkologii. Dzięki nowym osiągnięciom technicznym można przeprowadzać badania w celu wczesnego wykrycia raka jelita grubego (wirtualna endoskopia) oraz nowotworów płuc, nie dających jeszcze żadnych objawów klinicznych.

Jak wygląda badanie krok po kroku?

Badanie przy użyciu tomografii komputerowej nie wymaga szczególnego przygotowania, jednak ze względu na stosowanie jodowych środków cieniujących zaleca się, aby na badanie zgłaszać się na czczo, a w dniu poprzedzającym diagnostykę wypić około 2-3 litrów wody. Leki przyjmowane stale powinny zostać zażyte o normalnej porze, w normalnych dawkach.

Osoby chorujące na cukrzycę, leczone metforminą, powinny odstawić lek na 48h przed badaniem oraz 24h po badaniu, po konsultacji z lekarzem. Na badanie należy przynieść komplet dokumentacji medycznej, dokument tożsamości oraz wynik badania poziomu kreatyniny oraz poinformować lekarza, jeżeli w przeszłości wystąpiły reakcje uczuleniowe na środki kontrastowe, została rozpoznana alergia lub schorzenie nerek.

Podczas przeprowadzania badania tomografii komputerowej pacjent pozostaje w ubraniu oraz znajduje się w pozycji leżącej - najczęściej na plecach, ewentualnie na boku lub na brzuchu. Podczas badania pacjent powinien starać się nie poruszać, a w momentach wykonywania pomiarów wstrzymywać oddech. O właściwym sposobie zachowania jest informowany na bieżąco przez mikrofon, przez lekarzy przeprowadzających diagnostykę. Podczas badania personel medyczny opuszcza pomieszczenie z tomografem, a stacja komputerowa, gdzie przetwarzane są informacje o obrazie, znajduje się w osobnym pomieszczeniu.

Przeciwwskazania do tomografii komputerowej

Tomografia komputerowa jest badaniem bezpiecznym, jednak istnieją pewne przeciwwskazania, które mogą ograniczać możliwość jego wykonania lub wymagać szczególnych środków ostrożności.  

Oto najważniejsze przeciwwskazania:  

• ciąża,
• alergia na kontrast,
• niewydolność nerek (środek kontrastowy może obciążać nerki),
• problemy z tarczycą (środek kontrastowy może wpływać na funkcjonowanie tarczycy),
• klaustrofobia,
• ciężki stan ogólny pacjenta,
• otyłość (niektóre tomografy mają ograniczenia dotyczące wagi pacjenta).