Chụp cắt lớp điện toán là gì?
Chụp cắt lớp vi tính hoặc chụp cắt lớp điện toán (CT hoặc CT) là một kỹ thuật hình ảnh có thể quan sát được các bộ phận bên trong cơ thể khác nhau. Nó chủ yếu được sử dụng để phát hiện sự bất thường trong cấu trúc của sinh vật và chẩn đoán.
Nó hoạt động thông qua sự kết hợp của một loạt các hình ảnh X quang được chụp từ các góc khác nhau. Sau đó, chúng được xử lý bằng máy tính để tạo ra hình ảnh ngang (trục) của cơ thể.
Tia X là bức xạ điện từ xuyên qua các vật thể mờ đục đến ánh sáng, tạo ra hình ảnh phía sau chúng. Hình ảnh X-quang cho thấy phần bên trong cơ thể có tông màu đen và trắng, vì mỗi loại mô hấp thụ lượng phóng xạ khác nhau.
Với chụp cắt lớp điện toán, hình ảnh chi tiết hơn của các cấu trúc bên trong thu được. Điều này cho phép các chuyên gia chăm sóc sức khỏe nhìn vào bên trong cơ thể, trông giống như một quả táo khi chúng ta cắt nó làm đôi.
Các máy TC đầu tiên chỉ thực hiện một lần cắt cùng một lúc, nhưng hầu hết các máy quét hiện đại đều chạy nhiều lần cùng một lúc. Điều này có thể thay đổi từ 4 đến 320 vết cắt. Các máy gần đây nhất có thể đạt tới 640 lần cắt.
Thủ tục này có nghĩa là một cuộc cách mạng thực sự trong chẩn đoán phóng xạ kể từ khi phát hiện ra tia X. Vì các mô mềm, mạch máu và xương có thể được quan sát ở các khu vực khác nhau của cơ thể.
Chụp cắt lớp điện toán được phát triển bởi kỹ sư người Anh Godfrey Hounsfield và kỹ sư người Mỹ Allan Cormack. Đối với công việc của họ, họ đã nhận được giải thưởng Nobel về sinh lý học hoặc y học năm 1979.
Kỹ thuật này đã trở thành một trụ cột cơ bản trong chẩn đoán các bệnh nội khoa. Với nó, bạn có thể có được hình ảnh của đầu, lưng, tủy sống, tim, bụng, đầu gối, ngực ... trong số những người khác.
Hầu như tất cả các lĩnh vực y học đã được hưởng lợi từ việc áp dụng kỹ thuật này, quản lý để từ bỏ các thủ tục gây phiền nhiễu, nguy hiểm và đau đớn khác. Trên tất cả, khi được xác minh rằng chụp cắt lớp vi tính cung cấp chẩn đoán an toàn hơn, đơn giản hơn và ít tốn kém hơn.
Một trong những lĩnh vực trong đó chụp cắt lớp điện toán đã có nhiều hậu quả hơn là trong những khám phá của hệ thống thần kinh. Một vài năm trước, khả năng thu được hình ảnh của bộ não với độ chính xác như vậy là không thể tưởng tượng được.
Điều này đã cho phép một tiến bộ lớn trong kiến thức hiện có về chức năng não.
Cơ chế chụp cắt lớp vi tính là gì?
Thiết bị chụp cắt lớp vi tính đầu tiên hoạt động hiệu quả và có ứng dụng lâm sàng được Hounsfield thực hiện vào năm 1967. Kỹ sư này làm việc cho công ty EMI, chuyên sản xuất các bản ghi và thiết bị âm nhạc.
Hounsfield muốn tái cấu trúc mật độ X quang của cơ thể người, từ một số phép đo đến từ việc truyền chùm tia X.
Ông đã có thể chứng minh rằng điều này là có thể khi sử dụng liều lượng phóng xạ vừa phải. Điều này có thể đạt được độ chính xác 0, 5%, vượt trội hơn nhiều so với các thủ tục X quang thông thường.
Thiết bị đầu tiên được lắp đặt tại Bệnh viện Atkinson Morley năm 1971. Trong khi, vào năm 1974, tại Đại học Georgetown, lần chụp CT toàn thân đầu tiên đã được mua lại.
Kể từ đó, họ đã được cải thiện và ngày nay có một số nhà sản xuất. Các thiết bị hiện tại có giá từ 250.000 đến 800.000 €.
Tia X đi qua vật liệu, và hình ảnh thu được phụ thuộc vào chất và trạng thái vật lý của vật liệu. Có những mô phóng xạ, nghĩa là chúng để tia X đi qua và chúng trông có màu đen. Trong khi, các chất vô tuyến đục, hấp thụ tia X và trông trắng.
Trong cơ thể con người có 4 mật độ có thể được quan sát. Mật độ không khí (hypodense) được quan sát màu đen. Mật độ chất béo (isodense) được quan sát màu xám. Mật độ xương (hyperdense) trông trắng. Mật độ của nước có thể được nhìn thấy màu đen xám, mặc dù nếu bạn thêm một phương tiện tương phản, nó trông có màu trắng.
Môi trường tương phản là một chất được ăn hoặc tiêm để các cấu trúc được khám phá được nhìn rõ hơn.
Các mức độ mật độ phóng xạ của các mô của con người được đo bằng thang của các đơn vị Hounsfield (HU), như một sự tôn vinh cho người tạo ra nó.
Chụp cắt lớp vi tính dựa trên sự sắp xếp các chùm tia X khác nhau ở các góc khác nhau được áp dụng cho khu vực cần quan sát.
Các yếu tố chụp cắt lớp điện toán
Thiết bị được sử dụng trong chụp cắt lớp điện toán bao gồm ba hệ thống:
Hệ thống thu thập dữ liệu
Chúng là những yếu tố được sử dụng trong khám phá của bệnh nhân. Nó bao gồm một máy phát điện áp cao tương tự như được sử dụng trong X quang truyền thống. Điều này cho phép sử dụng các ống tia X quay với tốc độ cao.
Nó cũng là một giá đỡ cần thiết, đó là một cáng nơi bệnh nhân nằm và các cơ chế di chuyển nó. Cái cáng này rất cần thiết vì nó cho phép bệnh nhân thoải mái và không phải di chuyển.
Vật liệu của cáng không nên can thiệp vào tia X, đó là lý do tại sao sợi carbon được sử dụng. Động cơ của nó rất chính xác và trơn tru, do đó nó không tỏa ra hai lần cùng một khu vực.
Một yếu tố khác là ống tia X tạo ra bức xạ ion hóa, tương tự như máy X quang truyền thống. Ngoài ra còn có máy dò phóng xạ biến đổi tia X thành tín hiệu số mà máy tính có thể dịch. Chúng được đặt ở dạng vương miện, xung quanh lỗ nơi bệnh nhân được đặt.
Hệ thống xử lý dữ liệu
Nó bao gồm chủ yếu là máy tính và các yếu tố được sử dụng để giao tiếp với nó (màn hình, bàn phím, máy in, v.v.)
Máy tính, từ các tín hiệu thu thập được, thực hiện các phép tính toán học được lưu trữ. Điều này cho phép hình dung của nó và sửa đổi tiếp theo.
Trong các thử nghiệm đầu tiên được thực hiện bởi Hounsfield, các thiết bị mất gần 80 phút để tái tạo lại mỗi hình ảnh. Hiện tại, tùy thuộc vào định dạng của hình ảnh, máy tính giải quyết đồng thời 30.000 phương trình để tái tạo lại hình ảnh. Đó là lý do tại sao bạn cần thiết bị mạnh mẽ.
Công nghệ đã cho phép tính toán để thực hiện việc xây dựng lại hình ảnh được thực hiện trong khoảng 1 giây.
Bởi vì các máy tính hiện tại là kỹ thuật số, để làm việc với một hình ảnh, nó phải được giảm xuống thành một bộ số có chứa thông tin tối đa có thể. Để đạt được điều này, hình ảnh được chia thành các ô vuông nhỏ thiết lập một ma trận.
Mỗi ô vuông được gọi là "pixel" và thông tin của mỗi ô là một giá trị số. Nó chứa các số đại diện cho vị trí của nó trên trục X và trên trục Y của ma trận. Cũng của một trục thứ ba cho biết mức độ màu xám.
Vì vậy, có thể giảm thông tin hiện có trên hình ảnh thành số. Các bình phương của ma trận càng nhỏ và số lượng xám càng lớn, thông tin được cung cấp sẽ càng chi tiết và nó sẽ càng giống với hình ảnh thực tế.
Trong chụp cắt lớp điện toán, các ma trận được sử dụng phổ biến nhất là 256 x 256 và 512 x 512 pixel. Các hình vuông tạo nên ma trận rất nhiều. Ví dụ: trong ma trận 256 x 256, chúng ta sẽ có 65.536 pixel.
Hệ thống lưu trữ và trình bày dữ liệu
Dữ liệu được hiển thị trên màn hình. Một số đội có hai, một cho kỹ thuật viên thực hiện kiểm tra và một cho đội bác sĩ nghiên cứu hoặc sửa đổi hình ảnh thu được.
Các cơ chế khác nhau cũng được sử dụng để ghi lại hình ảnh và lưu trữ chúng. Tia X có thể được in theo cách tương tự như quy trình phát triển thông thường.
Sự tiến hóa
Chụp cắt lớp vi tính giải quyết một số vấn đề nhất định của X quang thông thường. Mặc dù có thể phân biệt 4 mức mật độ trong ảnh (không khí, nước, chất béo và canxi), có thể thu được tới 2.000 mật độ màu xám trên CT.
Trong X quang thông thường, một hình ảnh có ba trục trong không gian thu được trên một bộ phim hai chiều. Điều này ngụ ý sự chồng chất của các yếu tố đã được chụp X-quang. Trong CT, một hình ảnh chính xác hơn của ba trục được thu được, loại bỏ sự chồng chất.
Các cuộc càn quét thăm dò được thực hiện bởi hệ thống, dữ liệu càng lớn và càng trung thành với thực tế. Tuy nhiên, số lần quét bị giới hạn bởi thời gian cần thiết để thực hiện chúng, cũng như do tiếp xúc với bức xạ của bệnh nhân. Vì nó có hại để nhận được nó trong một thời gian dài.
Do tất cả điều này, các hệ thống chụp cắt lớp vi tính đã được cải thiện mọi lúc, trải qua các quy trình sau:
Thế hệ thứ nhất
Thế hệ đầu tiên của CT bao gồm một chùm bức xạ mỏng và hẹp với một máy dò. Các cuộc càn quét đã rộng và cuộc thám hiểm chỉ kéo dài hơn 4 phút.
Sau khi di chuyển ống dò, một lần quét khác được thực hiện để bao phủ toàn bộ khu vực. Những dữ liệu này được lưu trữ trong máy tính.
Thế hệ thứ hai
Thế hệ thứ hai được đặc trưng bởi vì có số lượng máy dò lớn hơn (30 hoặc nhiều hơn). Điều này cho phép thời gian dịch là 18 giây, trong đó bạn có thể nhận được kết quả tốt.
Thế hệ thứ ba
Thế hệ thứ ba đã phát triển một vương miện của máy dò cố định. Nó bao gồm một vòng cung hơn 40 độ.
Các chuyển động dịch của ống bị triệt tiêu và nó chỉ xoay. Với sự phát triển này, thời gian 4 giây đã đạt được.
Ngày nay, chụp cắt lớp điện toán xoắn ốc đã được phát triển, trong đó có sự tiếp xúc liên tục thông qua nhiều máy dò. Cáng của bệnh nhân cũng di chuyển với độ chính xác cao.
Điều này làm cho nó có thể trong một vài giây để thực hiện cắt ảnh chụp cắt lớp toàn bộ hộp sọ hoặc ngực. Ngoài ra, các hệ thống máy tính tiên tiến cho phép dữ liệu này được xử lý gần như ngay lập tức.
Chụp cắt lớp hiện đại nhất cho phép tạo ra hình ảnh ba chiều từ thông tin được trích xuất từ các lát cắt chụp cắt lớp hai chiều.
Làm thế nào được thực hiện?
Để thực hiện thủ thuật, bệnh nhân phải loại bỏ bất kỳ kim loại hoặc các yếu tố khác có thể can thiệp vào việc kiểm tra, chẳng hạn như kính hoặc răng giả.
Chuyên gia chăm sóc sức khỏe có thể cung cấp cho bệnh nhân một loại thuốc nhuộm đặc biệt gọi là chất cản quang. Nó giúp các cấu trúc bên trong được phát hiện rõ hơn bằng tia X.
Các vật liệu tương phản trông màu trắng trong hình ảnh, cho phép làm nổi bật các mạch máu, mô hoặc các cấu trúc khác. Môi trường tương phản có thể được cung cấp dưới dạng đồ uống hoặc tiêm vào cánh tay. Ngoại lệ, các editions được sử dụng nên được đưa vào trực tràng.
Bệnh nhân phải nằm xuống cáng. Các bác sĩ và kỹ thuật viên được đặt trong một phòng liền kề, phòng điều khiển. Trong đó là máy tính và màn hình. Bệnh nhân có thể giao tiếp với họ thông qua một máy liên lạc.
Cáng được trượt nhẹ nhàng bên trong máy quét và máy X-quang đang quay xung quanh bệnh nhân. Mỗi vòng quay tạo ra nhiều hình ảnh cắt từ cơ thể của bạn.
Thủ tục có thể kéo dài từ 20 phút đến 1 giờ. Điều cần thiết là bệnh nhân hoàn toàn yên tĩnh để chuyển động không ảnh hưởng đến việc thăm dò.
Sau đó, bác sĩ X quang sẽ kiểm tra các hình ảnh. Đây là một bác sĩ chuyên chẩn đoán và điều trị bệnh từ các kỹ thuật hình ảnh.
Ứng dụng
Chụp cắt lớp vi tính có nhiều ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực y học, cũng hữu ích trong khoa học thần kinh.
Nó đặc biệt được sử dụng để khám phá cổ, cột sống, bụng, xương chậu, cánh tay, chân, v.v.
Ngoài ra, có thể thu được hình ảnh của các cơ quan nội tạng của cơ thể như gan, tuyến tụy, ruột, thận, bàng quang, tuyến thượng thận, phổi, tim, não, v.v. Các mạch máu và tủy sống cũng có thể được phân tích.
Các ứng dụng chính của chụp cắt lớp điện toán là:
- CT ngực: có thể phát hiện các vấn đề ở phổi, tim, thực quản, động mạch chủ hoặc các mô của trung tâm của ngực. Bằng cách này, bạn có thể tìm thấy nhiễm trùng, ung thư phổi, tắc mạch phổi và phình động mạch.
- CT bụng: với thủ thuật này bạn có thể tìm thấy áp xe, khối u, nhiễm trùng, hạch to, dị vật, chảy máu, viêm ruột thừa, viêm túi thừa, v.v.
- CT của đường tiết niệu: chụp cắt lớp vi tính thận, niệu quản và bàng quang được gọi là chụp cắt lớp. Với kỹ thuật này, bạn có thể tìm thấy sỏi ở thận, sỏi trong bàng quang hoặc tắc nghẽn trong đường tiết niệu.
Chụp cắt lớp tĩnh mạch (IVP) là một loại chụp cắt lớp vi tính sử dụng phương tiện tương phản để tìm vật cản, nhiễm trùng hoặc các bệnh khác trong đường tiết niệu.
- CT gan: bằng cách này bạn có thể tìm thấy khối u, xuất huyết hoặc các bệnh khác trong gan.
- CT tụy: được sử dụng để tìm khối u trong tuyến tụy hoặc viêm tụy (viêm tụy).
- CT của túi mật và ống mật: có thể hữu ích để tìm sỏi mật, mặc dù siêu âm thường được sử dụng.
- CT xương chậu: để phát hiện các vấn đề trong các cơ quan nằm trong khu vực này. Ở phụ nữ, nó được sử dụng để khám phá tử cung, buồng trứng và ống dẫn trứng. Đối với người đàn ông, tuyến tiền liệt và túi tinh.
- Tay hoặc chân TC: với điều này, bạn có thể phát hiện các vấn đề ở vai, khuỷu tay, bàn tay, hông, đầu gối, mắt cá chân, bàn chân. Điều này có thể chẩn đoán rối loạn cơ và xương là gãy xương.
- Mặt khác, chụp cắt lớp là một hướng dẫn cần thiết để lên kế hoạch phẫu thuật hoặc xạ trị.
- Nó cũng hữu ích để kiểm soát hiệu quả của các phương pháp điều trị đang được thực hiện.
- Chụp cắt lớp vi tính não cũng phục vụ để phát hiện chảy máu, chấn thương não hoặc gãy xương trong hộp sọ. Nó được sử dụng để chẩn đoán phình động mạch, cục máu đông, đột quỵ, khối u, tràn dịch não, cũng như dị tật hoặc bệnh trong hộp sọ.
Rủi ro
Có rất ít rủi ro liên quan đến chụp cắt lớp điện toán. Tuy nhiên, nguy cơ ung thư có thể tăng lên vì trong quy trình này có sự tiếp xúc với bức xạ ion hóa cao hơn so với chụp X quang thông thường.
Rủi ro này rất thấp nếu chỉ có một cuộc thăm dò. Nguy cơ tăng đối với trẻ em, đặc biệt là nếu nó được thực hiện ở ngực và bụng.
Phản ứng dị ứng với môi trường tương phản cũng có thể xảy ra; Chủ yếu là một thành phần cụ thể, iốt. Trong mọi trường hợp, hầu hết các phản ứng đều rất nhẹ và có thể dẫn đến phát ban hoặc ngứa. Để chống lại điều này, bác sĩ có thể kê toa một loại thuốc cho dị ứng hoặc steroid.
Quét này không được chỉ định cho phụ nữ mang thai vì nó có thể gây hại cho em bé. Trong những trường hợp này, một xét nghiệm khác có thể được khuyến nghị, chẳng hạn như siêu âm hoặc chụp cộng hưởng từ.
