Computertomografi (CT)

CT har utviklet seg til det viktigste arbeidsredskapet vi har på en radiologisk avdeling. Hva er prinsippene bak, og hvordan fungerer den. Her er de viktigste poengene fra teksten, og det som blir forventet av kunnskap til en eksamen:

CT er basert på røntgenstråling
Inne i den runde CT-en («smultringen») som dere ser, er det et røntgenrør og en detektor, disse står overfor hverandre. Røntgenrøret sender ut stråling om registreres i detektoren.
Som ved annen røntgen, så er det hvor mye stråling som kommer gjennom kroppen, som vil være grunnlaget for å danne et bilde.
Strålingen som treffer detektoren, omdannes ved hjelp av en computer til et bilde av det snittet som er blitt gjennomstrålt.
Moderne CT-maskiner har multiple detektorer (multi-detektor-CT) og pasienten beveges gjennom «smultringen» slik at vi får et kontinuerlig bildeopptak (spiral-CT).
Takket være dette kontinuerlige opptaket og flere detektorer, kan vi rekonstruere bilder i alle plan etter at undersøkelsen er gjort.

Et fotografi av en CT. Pasienten ligger på bordet og blir dradd gjennom «smultringen».

Historie

I 1979 fikk Sir Godfrey Hounsfield og Allan MacLeod Cormack nobelprisen sammen for utviklingen av CT. Begge to hadde utviklet den matematiske modellen for å få til snittbilder, uavhengig av hverandre. Dette var en aritmetisk modell for å beregne attenuasjonen fra røntgenkilden(e) for å få et snittbilde.

Dette bildet er fra en utstilling gjort av the British Society for History in Radiology. Foran ser vi Hounsfields modell, med en hjerne på formalin, et røntgenrør står ut i mot oss og en enkel detektor på motsatt side. På veggene henger forstørrelser av Hounsfields matematiske utregninger og et av de første bildene han greide å lage. Midt oppi dette sitter professor ved UiO Jonn Terje Geitung og hans kollega fra Oxford Stephen Golding.

Godfrey Hounsfield gikk videre fra sin laboratoriemodell og sammen med to radiologer (James Ambrose og Louis Kree) bygget de den første medisinske computertomografen (1971), som fikk navnet EMI-CAT-Scan. Navnet sier mye om starten, så her er navnene bak forkortelsene:

EMI: Plateselskapet EMI (Electrical and Music Industries Ltd). De hadde en forskningsavdeling hvor en del forskere fikk arbeide fritt. Har var Sir Godfrey ansatt da han utviket CT-en. EMIs største inntekstkilde på 60-tallet var The Beatles, så noe søkt kan man si at det er en sammenheng, iallfall en huskeregel. Da Sir Godfrey og gruppen hans hadde fått til en fungerende prototyp, kom det til store offentlige midler, så mesteparten av CT-utviklingen kan vi nok takke den britiske regjeringen (og britiske skattebetalere) for.
CAT: Computerized Axial Tomography. Det trengs en datamaskin for å lage bildene. Da Sir Godfrey laget sin matematiske modell, var ikke datamaskinene gode nok og måtte forbedres for å få til disse bildene. Aksial, for første gang fikk man aksiale snitt av kroppen, i første omgang hodet. Tomografi er et eldre røntgenuttrykk. Hvis man beveger røntgenrør og film, så kan man få fokus «inne» i pasienten. Det ble blant annet brukt for å få bedre fremstilling av lungehilus og nyrer.

I USA skjedde det noe senere, en utvikling basert på Cormacks data. Der fikk man et system som ble raskere enn Hounsfields maskin. Utviklingen skjøt fart gitt to andre utviklingsveier, bedre røntgenrør og mye bedre datamaskiner. Ut over 1980-tallet slapp man å vente på at ett og ett bilde skulle rekonstrueres av en datamaskin. Bildene kom på løpende bånd og hadde mye bedre bildekvalitet. Nå var også navnet blitt til Computertomografi eller CT. Det var også store firmaer innen medisinsk teknologi som stod for både utvikling og produksjon.

Nå var CT-en godt redskap for diagnostikk og mange trodde den hadde nådd sitt potensiale, men i 1989 kom Willi Kalender, som arbeidet for Siemens, med sin spiral (eller helical) CT. Siemens produserte da en maskin hvor røntgenrøret gikk kontinuerlig mens pasienten ble dradd gjennom. Hvis vi tenker oss at en blyant henger på røntgenrøret og tegner ned på pasienten, så vil den tegne en spiral. Dette gjorde CT-scanning mye raskere og med mindre artefakter.

Rundt år 2000 kom alle de store selskapene med multi-detektor-CT (MDCT). På motsatt side av røntgenrøret var det ikke en, men flere detektorer. Dette gir oss ikke bare et kontinuerlig opptak, men et volumopptak. Den Philips-maskinen som det er bilde av i begynnelsen av artikkelen, har 256 detektorer. Dette har gitt oss det fantastiske hjelpemiddelet som CT er blitt. Den er utrolig rask og kan gi mye og god informasjon om hele kroppen på under ett minutt, eller raskere avhengig av oppløsning. Det betyr at det er blitt state-of-the-art- utstyr ved multitraumer. Det at man kan rekonstruere i alle plan, og lage 3D-modeller, har også gitt oss utallige muligheter for å lage modeller av organer.

Den siste utviklingen av CT er spektral-CT. Dette er basert på elektrontelling i strålegangen. Det arbeides med å utvikle dette til CT med fotontelling. Dette vil føre oss nærmere å kunne stille diagnoser på «atomært» nivå.

Matematikk og fysikk

Hounsfield og Cormack laget avanserte matematiske modeller for hvordan de skulle få til bilder, og dette ble enda mer komplisert med spiral-CT. Nå har spektral-CT gitt oss enda mer fysikk, og fotontelling vil gjøre alt mer komplisert. Det var avanserte, matematiske modeller som skulle til for å få til et aksialbilde. Det ligger også mye matematikk i å «bruke» strøstrålingen for å «henge sammen» kontinuerlige CT opptak.

Det er lett å hente litteratur om dette på nettet, men det er ikke noe som er i pensum.

Medisinsk bruk

CT er blitt det overlegne utstyret for bildediagnostikk når noe haster: traumer, blødninger, kompliserte fracturer og mye mer. Dette fordi man får mye informasjon på kort tid. CT er også blitt så tilgjengelig at det er enkelt å få gjort CT-undersøkelser i hele landet. Det er egnet til utredning av svært mange sykdommer, så det er enkelt å forstå den store utbredelsen CT har fått.

I hjernen brukes CT for å se etter blødninger, enten det er i forbindelse med traumer eller andre årsaker. CT gir gode angiogrammer (fremstilling av arterier) både i hodet og andre steder. CT og MR er gjerne de metodene som sammenlignes og MR vil være bedre på nesten alt i hodet, men vil ta lengre tid, gjøre det vanskelig å overvåke pasienten og kreve mer ekspertise i både utførelse og tolkning av bildene.

Innenfor muskeloskeletal bildediagnostikk bruker vi vanlig røntgen, ultralyd, CT og MR. CT vil typisk være en metode for traumatologi og komplekse brudd. Det vil også være en metode som kan brukes om en del av utredning for maligne sykdommer i muskler, bindevev og skjelett. I thorax er det CT som er den dominerende metoden, selv om vanlig rtg thorax nok brukes mer. CT brukes for all utredning av lungesykdommer, både benigne og maligne. Når vi gjør CT-hjerte, så kan vi både gjøre CT-angio av coronare kar, se på hjertefunksjon og utrede evt malign sykdom. Når det gjelder hjertefunksjon så overgås CT av MR og ultralyd av hjertet er lett å gjøre både på poliklinikk og post, men CT står igjen som en metode som kan brukes til å få inn mye informasjon fort, hvor man kan få med utredning av både lunger og mediastinum i en undersøkelse. Som for all annen traumatologi, så er det ikke noe som slår CT.

I abdomen er CT arbeidshesten for det meste, selv om MR er bedre på lever og en del annet, spesielt bløtvevsorganer. CT er gjerne godt nok for alt og best for noe, så som CT colon. I bekkenet er MR klart bedre, men også der vil vi få mye informasjon hvis dette er en del av en mer omfattende utredning. For traumer så er det bare CT som gjelder i buken. For stein i urinveiene har CT overtatt for konvensjonell urografi, og er også mye bedre enn det.