Vad är datortomografi och hur fungerar den?

Oavsett om du besöker akutmottagningen efter ett grovt fall från din mountainbike eller besöker din hälsoklinik för en rutinmässig cancerscreening är det troligt att läkaren kommer att begära interna bilder för att kunna göra en korrekt bedömning av din hälsa.

Ett av de vanligaste sätten att ta bilder av den inre kroppen är med en datortomografi (CT).

Tomografi, även kallad CAT-scanning, använder en roterande röntgenapparat för att skapa tvärsnittsbilder, eller 3D-bilder, av vilken kroppsdel som helst, enligt National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB). Det är ett smärtfritt, icke-invasivt och snabbt sätt för läkare att undersöka ben, organ och andra inre vävnader.

Så här fungerar datortomografi

Under en datortomografi ligger patienten på ett bord som rör sig genom en munkliknande ring som kallas gantry, enligt NIBIB. Gantryn har ett röntgenrör som roterar runt patienten samtidigt som smala strålar av röntgenstrålar skjuts genom kroppen. Röntgenstrålarna fångas upp av digitala detektorer mitt emot källan.

När röntgenkällan har fullbordat en hel rotation skapar en sofistikerad dator en 2D-bild av den skiva av kroppen, som vanligtvis är mellan 1 och 10 millimeter tjock. Datorn kombinerar sedan flera 2D-skivor för att skapa en 3D-bild av kroppen, vilket gör det lättare för en läkare att lokalisera var patientens problem finns. Själva skanningen tar vanligtvis mindre än 15 minuter beroende på vilket område av kroppen som avbildas.

För att göra det lättare att identifiera avvikelser kan patienten få ett kontrastmedel. Lösningar som innehåller kontrastmedel, till exempel jod eller barium, förs in i kroppen oralt, rektalt eller injiceras direkt i blodomloppet, beroende på målvävnad. Materialen i lösningen fungerar genom att tillfälligt förändra hur röntgenstrålar interagerar med vissa kroppsvävnader, vilket gör att dessa vävnader ser annorlunda ut i den resulterande bilden, enligt Radiological Society of North America. Kontrasten hjälper läkarna att skilja mellan normal och onormal vävnad.

Varför en datortomografi

Bilder från datortomografi hjälper läkarna att diagnostisera och lokalisera infektioner, muskelsjukdomar, benbrott, cancer, tumörer och andra avvikelser.

I nödsituationer är datortomografi ett livräddande verktyg som gör det möjligt för läkarna att snabbt fastställa omfattningen av inre skador eller inre blödningar, enligt Radiological Society of North America.

CT-undersökningar är också viktiga vid cancerdiagnostik, behandling och forskning, enligt National Cancer Institute.

Risker som är förknippade

Samtidigt som CT-undersökningar kan vara viktiga verktyg för att bedöma hälsan finns det risker förknippade med undersökningen.

Beroende på vilket område av kroppen som skannas kan det finnas risk för strålningsexponering, enligt American College of Radiology Imaging Network (ACRIN). Röntgenstrålar är en källa till joniserande strålning som kan skada känsliga vävnader som lymfoida organ och blod. Datortomografi runt buken rekommenderas inte för gravida kvinnor på grund av risken att fostret utsätts för skadlig strålning.

Mer tid i datortomografen kan leda till bilder av högre kvalitet men också till en högre stråldos, vilket ofta är onödigt, säger dr Phuong-Anh Duong, chef för datortomografi och docent vid Emory University Department of Radiology and Imaging Sciences i Georgia. (En datortomografi av bara bröstkorgen utsätter patienten för ungefär 70 gånger mer strålning än en traditionell röntgenundersökning av bröstkorgen, enligt Harvard Health Publishing.)

Duong sa att det är viktigt att balansera CT-skanningens bildkvalitet med mängden strålningsexponering – en praxis som läkare kallar ALARA, eller så lågt som möjligt.

Det finns några sätt att minska strålningsexponeringen, sa Duong. Till exempel genom att endast avbilda när det är nödvändigt och endast den kroppsdel som behövs, och genom att använda strålning med lägre energi och nyare teknik, t.ex. känsligare röntgendetektorer.

Enstaka gånger kan patienterna uppleva allergiska reaktioner mot kontrastmaterialet, men större reaktioner är sällsynta. Om allergier är kända i förväg kan läkemedel ges för att minska kontrastmaterialets effekter, enligt Radiological Society of North America. Personer med astma, hösnuva, allergier, hjärtsjukdomar eller njur- eller sköldkörtelproblem verkar löpa större risk att utveckla en reaktion på kontrastmaterialet, även om forskarna fortfarande inte vet varför.

Konstgjord intelligens (AI) håller på att införlivas i datortomograferna för att skapa bättre bilder med mindre strålning, säger Duong till Live Science.

Tidigare i år införlivade forskare vid University of Central Florida AI i ett datortomografisystem som kunde upptäcka spår av lungcancer.

I ett annat framsteg i år skapade en grupp forskare från Icahn School of Medicine at Mount Sinai i New York City ett AI-system som undersöker datortomografibilder av hjärnan. Systemet kan upptäcka problem, till exempel en stroke, på så lite som 1,2 sekunder. Teamet publicerade sina resultat i tidskriften Nature Medicine.

Ett annat stort språng framåt inom datortomografitekniken är datortomografer som räknar fotoner. Dessa skannrar innehåller en detektor som räknar och spårar enskilda fotoner från röntgenkällan och upptäcker enskilda fotoninteraktioner. Resultatet är en tydligare bild med förbättrad upplösning och kontrast, till skillnad från traditionella datortomografibilder som använder energiintegrerande detektorer för att detektera ett stort antal fotoner åt gången och helt enkelt mäta intensiteten. De fotonräknande datortomograferna kan leda till minskade röntgendoser, bättre vävnadsdifferentiering, skarpare bildkvalitet och ett minskat behov av kontrastmaterial, säger Duong.

CT-skanningsmaskinerna blir också alltmer specialiserade. CT-maskiner som är särskilt utformade för att skanna bröstvävnad ger information som är jämförbar med traditionella mammografier, men utan behov av bröstkompression och med betydligt mindre strålningsexponering genom bröstet, enligt NIBIB.

Kommer CT-skanningar någonsin att utvecklas så att de liknar en handhållen diagnostisk apparat som ”tricordern” från ”Star Trek”? Inte riktigt, även om det finns bärbara och mobila datortomografer, sade Duong, till exempel den mobila, skåpbilsmonterade datortomografen som används av Grady Health System vid Emory University School of Medicine. Men de mindre maskinerna är inte lika effektiva som traditionella datortomografer, och det är svårt att skydda åskådare från strålningsexponering.

Fortsatt läsning:

• Hur datortomografitekniken har utvecklats under de senaste 50 åren, från International Society for Computer Tomography.
• CT-avbildning kontra röntgen, från FDA.
• Mer information om datortomografi, från Mayo Clinic.

.