A három dimenziós képalkotás az elmúlt húsz évben egyre fontosabb szerepet tölt be az orvosi diagnosztikában. Ha ebben kételkednénk, elég megnézni a Dr. House bármelyik részét, amiben biztos elhangzik valami ilyen mondat, hogy: „Csináljatok róla CT-t”, vagy „Nézzük meg mit mutat az MR”. Dr. House nemsokára akár arra utasíthatja Dr. Foremant (vagy a medikai részleg aktuális tagját), hogy molekuláris felbontású CT-t csináljon egyes szervekről.

A CT (komputer tomográfia) a hagyományos röntgen háromdimenziós változata, ahol a páciens körül forog a röntgensugár forrása, és vele szemben az azt érzékelő szenzor. A beérkező adatokból egy speciális számítógép képes felépíteni a vizsgált test háromdimenziós képét (erről részletesebben olvashattok korábbi bejegyzésemben itt ).
A röntgen főként a test strukturális vizsgálatára alkalmas: jól megkülönböztethetők rajta a csontok, de nehezebb felismerni az eltéréseket az ún. lágy részek között, vagyis a „húsban”.



A Philips aztán most újfajta eljárást dolgozott ki: kifejlesztettek egy úgynevezett több (multi) energiájú képalkotási módszert, vagy más néven spektrális CT képalkotást. Ennek eredményeképpen a következő generációs CT berendezések képesek lehetnek azonosítani olyan megadott kémiai elemeket az emberi testen belül, mint a forradt vagy sérüléses szövetekkel összekapcsolódó kalcium koncentráció.
Tudom, ez eddig meglehetősen kínainak tűnhet azok számára, akik nincsenek ott valamennyire az orvosi technikában. A lényeg röviden összefoglalva:

Ugyanúgy, mint ahogy a hagyományos izzók a látható fény széles spektrumát bocsátják ki, a CT berendezésekben használt röntgenforrások is a röntgensugárzás széles spektrumát bocsátják ki. Azonban az eddig sorozatban gyártott röntgenérzékelők korlátai miatt a jelenlegi CT berendezések ezt a sugárzást csak egy szürkeárnyalatos képpé tudják átalakítani. Ez azért van, mert a képérzékelők csak a röntgensugárban lévő teljes energiát képesek összegezni egy rövid időintervallum alatt, ahelyett, hogy képesek lennének érzékelni az egyéni röntgen fotonok energiáját. A jövő röntgenkészülékei azonban képesek lesznek mérni az egyedi fotonok energiáját, lehetővé téve ezzel a spektrális képalkotást. Mivel a röntgen elnyelés energia függése a különböző kémiai elemek esetében változó, ezért a röntgenérzékelő által felfogott információ adatokkal szolgál annak az anyagnak a kémiai természetéről, amin a röntgensugár keresztülhaladt. Leegyszerűsítve: a jelenlegi CT berendezések színvakok, de a következő generációs készülékek képesek lesznek feldolgozni a színinformációt is.



Ha a szöveg nem lett volna elég hogy elámuljatok, hát nézzétek meg a beszúrt képeket, hogy mire képes az új technika.

Persze joggal kérdezhetitek, hogy: És mikor fognak végre minket is ilyen készülékekkel vizsgálni? A legújabb egyéni fotonokat észlelő röntgenérzékelőkön dolgozva a Philips tudósai számára a fő technikai kihívást egy olyan egyéni foton észlelő röntgenérzékelő kidolgozása jelenti, amely képes nagy energiájú röntgensugárzásban is működni.
És mik az eljárás előnyei? A fotonok számlálásának és minden egyes foton energiájának mérése a lágyszövetek jobb megkülönböztetését teszi lehetővé. Ez alacsonyabb röntgensugár dózisok alkalmazását teszi lehetővé, csökkentve a képzavarokat, a csontokat egyszerűen eltávolíthatóvá téve a képből, és lehetővé téve a kalcium csontokban és lerakódásokban (meszesedésben) való mennyiségének sokkal pontosabb meghatározását. Ennél is lényegesebb azonban, hogy a röntgensugár elnyelődésének spektrális természetét megfelelően alkalmazva ez a módszer lényegében kiküszöböl bármilyen zavaró tényezőt és képhibát amely a sugár növelt energiájával függ össze. A spektrális CT legnagyobb előnye azonban még tovább fokozható célzott kontrasztanyagokkal kombinálva.


A hagyományostól a funkcionális és akár a molekuláris képalkotásig
Bár számos különböző CT kontrasztanyagot alkalmaznak napjainkban is, ezeket általában kétlépéses folyamatban használják fel, amelynek során egy besugárzást végeznek a kontrasztanyag befecskendezése előtt, hogy láthatóvá tegyék az anatómiai jellemzőket (például az erek meszesedett lerakódásait), majd a kontrasztanyag befecskendezése után annak eloszlásának meghatározására. Az orvosok azután összehasonlítják a szürkeskála eltéréseit a kontrasztanyag előtti és utáni képen. Ez az eljárás azonban nem elég kifinomult. A spektrális CT lehetővé teszi a páciens anatómiájának és a kontrasztanyagnak az egyidejű leképzését egyetlen képalkotási folyamatban. Ez azért lehetséges, mert az emberi szövetek alkotó elemeinek röntgen elnyelő spektruma különbözik a kontrasztanyagok röntgen elnyelő spektrumától. Az egy menetben végzett képalkotás további előnye, hogy az egymásra vetítési problémák a két különböző kép között megszűnnek, valamint a pácienst alacsonyabb röntgensugárzás dózis éri. Lehetséges egyidejűleg két vagy több kontrasztanyagot is használni, amelyek külön azonosíthatók egyedi röntgenelnyelési spektrumuk alapján.

A rendkívül kis mennyiségű kontrasztanyag leképzésének és mennyiségi meghatározásának képessége egyben azt is jelenti, hogy a spektrális CT berendezések eszközök lehetnek a molekuláris képalkotáshoz. Olyan kontrasztanyag részecskéket használva, amelyeket molekuláris (ún. ligand) bevonat fed, azok speciális betegségekhez társuló fehérjékhez kapcsolódhatnak a testben, így a beteg szövetek a lehető legnagyobb pontossággal határolhatók be, mert a kontrasztanyag egyéni „forró pontokként” jelenik meg a CT képen. Más megdöbbentő alkalmazások is számításba jöhetnek, például olyan biológiai implantátumok megjelenítése, mint a kontrasztanyag által körvonalazott és kontrasztanyag kitöltötte struktúrák alacsony röntgendózisú leképzése.
A Philips kezdetben a spektrális CT strukturális és funkcionális leképzési képességeit a szív és érrendszeri betegségek diagnosztizálására szánja, de az alapelv átvihető más klinikai területekre, például az onkológiára is.
Ebben az évben az RSNA rendezvényen Chicagóban november 25 – 30 között a Philips bemutatta a spektrális CT képességeit meszesedett anyagok szimultán leképzése és folyékony kontrasztanyagok egyszeres leképzésében, az előzetes klinikai tesztelések során nyert képekkel együtt.