Wat zijn CT-scans en hoe werken ze?

Of u nu naar de eerste hulp gaat na een ruwe val van uw mountainbike, of uw gezondheidskliniek bezoekt voor een routineonderzoek naar kanker, het is waarschijnlijk dat de arts inwendige beelden zal vragen om uw gezondheid nauwkeurig te kunnen beoordelen.

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

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

Hoe CT-scans werken

Tijdens een CT-scan ligt de patiënt op een tafel die door een donutachtige ring beweegt die bekend staat als een portaal, volgens het NIBIB. De gantry heeft een röntgenbuis die rond de patiënt draait en smalle stralenbundels van röntgenstralen door het lichaam schiet. De röntgenstralen worden opgepikt door digitale detectoren die zich direct tegenover de bron bevinden.

Nadat de röntgenbron een volledige omwenteling heeft voltooid, maakt een geavanceerde computer een 2D-beeld van dat plakje van het lichaam, dat meestal varieert van 1 tot 10 millimeter dik. De computer combineert vervolgens verschillende 2D-plakken tot een 3D-beeld van het lichaam, waardoor het voor een arts gemakkelijker wordt om precies aan te geven waar het probleem van de patiënt zich voordoet. De scan zelf duurt meestal minder dan 15 minuten, afhankelijk van het gebied van het lichaam dat in beeld wordt gebracht.

Om afwijkingen beter te kunnen identificeren, kan de patiënt een contrastmiddel toegediend krijgen. Oplossingen die contraststoffen bevatten, zoals jodium of barium, worden oraal, rectaal of rechtstreeks in de bloedbaan ingebracht, afhankelijk van het doelweefsel. De materialen in de oplossing veranderen tijdelijk de manier waarop röntgenstralen op bepaalde lichaamsweefsels inwerken, waardoor die weefsels er op het resulterende beeld anders uitzien, aldus de Radiological Society of North America. Het contrast helpt artsen onderscheid te maken tussen normaal en abnormaal weefsel.

Waarom een CT-scan

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 inwendige verwondingen of inwendige bloedingen kunnen bepalen, volgens de Radiological Society of North America.

CT-scans zijn ook van vitaal belang bij kankerdiagnose, -behandeling en -onderzoek, aldus het National Cancer Institute.

Risico’s

Hoewel CT-scans vitale hulpmiddelen kunnen zijn bij het beoordelen van de gezondheid, zijn er risico’s verbonden aan de scan.

Afhankelijk van het gebied van het lichaam dat wordt gescand, kan er een risico op blootstelling aan straling zijn, volgens het American College of Radiology Imaging Network (ACRIN). 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 een kans dat de foetus zou worden blootgesteld aan schadelijke straling.

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

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

Er zijn een paar manieren om blootstelling aan straling te verminderen, zei Duong. Bijvoorbeeld, beeld slechts wanneer noodzakelijk en slechts het lichaamsdeel nodig, en gebruik lagere-energiestraling en nieuwere technologie, zoals gevoeligere röntgendetectors.

Af en toe, zouden de patiënten allergische reacties op de contrastmaterialen kunnen ervaren, maar de belangrijke reacties zijn zeldzaam. Als de 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 steeds onduidelijk zijn over waarom.

Artificiële intelligentie (AI) wordt opgenomen in CT-scanners om betere beelden te maken met minder straling, vertelde Duong aan Live Science.

Eerder dit jaar hebben onderzoekers van de University of Central Florida AI verwerkt in een CT-scansysteem dat in staat was om sporen van longkanker te detecteren.

In een andere vooruitgang dit jaar heeft een groep onderzoekers van de Icahn School of Medicine at Mount Sinai in New York City een AI-systeem gemaakt 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 foton-tellende CT-scanners. Deze scanners bevatten een detector die individuele fotonen van de röntgenbron telt en volgt en die individuele fotoninteracties detecteert. Het resultaat is een duidelijker beeld met een verbeterde resolutie en contrast, in tegenstelling tot traditionele CT-scanbeelden die energie-integrerende detectoren gebruiken om grote aantallen fotonen tegelijk te detecteren en alleen de intensiteit te meten. De foton-tellende CT-scanners kunnen leiden tot lagere röntgendoses, betere weefseldifferentiatie, scherpere beeldkwaliteit en een verminderde behoefte aan contrastmateriaal, aldus Duong.

CT-scanmachines worden ook steeds gespecialiseerder. CT-machines die speciaal zijn ontworpen voor het scannen van borstweefsel leveren vergelijkbare informatie als traditionele mammogrammen, maar zonder de noodzaak van borstcompressie, en met aanzienlijk minder blootstelling aan straling via de borst, aldus het NIBIB.

Zullen CT-scans ooit zo ver evolueren dat ze lijken op een handheld diagnostisch apparaat zoals de “tricorders” uit “Star Trek”? Niet helemaal, hoewel er draagbare en mobiele CT-scanners bestaan, zei Duong, zoals de mobiele, in een busje gemonteerde CT-scanner die wordt gebruikt door Grady Health System op 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, van de International Society for Computer Tomography.
• CT-beeldvorming versus röntgenstralen, van de FDA.
• Meer informatie over CT-scans, van de Mayo Clinic.