Tomografia komputerowa (TK) ‒ opis, działanie i zastosowanie tomografii komputerowej

Tomografia komputerowa (CT, z ang. computed tomography, z pol. TK) to badanie medyczne często mylone z rezonansem magnetycznym ze względu na podobieństwo urządzeń do ich wykonywania. W rzeczywistości tomograf bliższy jest aparaturze rentgenowskiej, choć jego zastosowania są znacznie szersze. W jakich przypadkach przeprowadza się tomografię komputerową? Jakie są jej zalety i wady?

W najprostszym ujęciu tomografia komputerowa polega na wykonywaniu zdjęć rentgenowskich przekroju różnych części ciała, a nawet obrazów przestrzennych. Urządzenia do jej wykonywania są znacznie tańsze niż te do rezonansu, stąd są częściej na wyposażeniu szpitali na całym świecie. W Japonii, która przoduje pod tym względem, na milion obywateli dostępnych jest 111 tomografów, w Stanach Zjednoczonych 45, w Niemczech 35, zaś w Polsce 18 (dane: Statista.com, 2019) – to dwa razy więcej niż urządzeń do rezonansu!

Historia tomografii komputerowej

Na początku XX w. włoski radiolog Alessandro Vallebona jako pierwszy na świecie wymyślił ideę uwieczniania uwiecznienia na kliszy radiograficznej przekroju ciała. Jakkolwiek przełomowa, jego technika była jednak mało skuteczna w obrazowaniu miękkich tkanek. W 1917 r. austriacki matematyk Johann Radon udowodnił, że obraz konkretnego obiektu da się złożyć z nieskończonej ilości rzutów tego przedmiotu, co otworzyło drogę do dalszego postępu. Dopiero wynalezienie pierwszych komputerów w latach 60-tych dało jednak badaczom odpowiedni potencjał kalkulacyjny. W latach 1961 – 1968 kolejni naukowcy próbowali połączyć teorię Radona z mocą komputera, a chociaż ich wysiłki nie zakończyły się sukcesem, stały się ważną bazą doświadczeń dla Godreya Hounsfielda, który w 1967 roku skonstruował pierwszy na świecie tomograf, wykorzystując do tego celu promieniowanie rentgenowskie. Urządzenie służyło jedynie do prześwietlań głowy, którą musiała otaczać woda, aby ograniczyć ilość promieniowania. Co ciekawe, Hounsfield pracował dla koncernu EMI, który zajmował się również sprzedażą nagrań Beatlesów i stąd też sugestia, że słynna czwórka z Liverpoolu pośrednio przyczyniła się do powstania technologii TK.

W 1971 r. w Wimbledonie pierwszemu pacjentowi wykonano tomografię komputerową mózgu, zaś po dwóch latach technologia dotarła do Stanów Zjednoczonych, gdzie opracowano maszyny do badania całego ciała bez konieczności wykorzystania zbiornika z wodą. Lata 90-tych przyniosły wynalezienie nowych przenośnych aparatów do tomografii, zaś w 2008 nastąpił kolejny przełom wraz z opracowaniem urządzeń zdolnych do uchwycenia bijącego serca lub tętnic w czasie krótszym niż 1 sekunda! Czas niezbędny do wykonania serii obrazów skrócił się w przeciągu dwóch ostatnich dekad nawet 600-krotnie!

Jak działa tomografia komputerowa?

Tomografia komputerowa wykorzystuje dobrze nam znane promieniowanie Roentgena o bardzo wąskiej wiązce. Specjalne urządzenie w formie okręgu, po którym poruszają się źródło promieniowania oraz jego detektory umożliwia prześwietlenie danej części ciała z różnych kątów. Analizując jak promienie są pochłaniane przenikają przez poszczególne tkanki, otrzymujemy dane na temat ich rodzaju, które przekształcane są w miliony obrazów. Każdy z nich przedstawia zaledwie „plasterek” ciała w jednym konkretnym przekroju, ale wyspecjalizowane komputery potrafią nakładać je na siebie, dając realny obraz organów, kości czy naczyń krwionośnych wewnątrz organizmu. Dzięki tej technice lekarz jest w stanie bez naruszania integralności ciała obejrzeć narządy wewnętrzne czy guzy nowotworowe z każdej strony i w wymiarze 3D!

Wyróżniamy przy tym różne odmiany tomografii komputerowej, a do najważniejszych z nich należą:

• CAT (z ang. computerized axial tomography) – czyli tomografia osiowa, przy której porusza się również łóżkiem pacjenta;
• HRCT (z ang. high-resolution computed tomography – czyli tomografia o bardzo wysokiej rozdzielczości)
• MSCT (z ang. multi-slice computed tomography) – czyli tomografia wielorzędowa, w której zwiększona jest liczba elementów odbierających obraz.

Co wykrywa tomografia komputerowa?

W porównaniu z klasycznymi zdjęciami rentgenowskimi tomografia komputerowa dostarcza lekarzom znacznie więcej informacji. Nie tylko jest bowiem w stanie pokazać przekrój kości, ale obrazuje również tkanki łączne, niewidoczne na badaniu RTG. Jest niezastąpiona do szybkiej oceny obrażeń doznanych podczas wypadków, jak również pozwala dogłębnie zanalizować przyczyny kontuzji. Jest bardzo efektywna w ocenie stanu kości – nie tylko  złamań, ale także guzów i innych anomalii, a ponadto pomaga zlokalizować infekcję w tkankach, wewnętrzne krwotoki czy zakrzepy w żyłach.

Tomografię komputerową bardzo szeroko wykorzystuje się w onkologii, zarówno do diagnozy, jak i planowania leczenia chirurgicznego czy naświetlań. Bywa wręcz stosowana w trakcie zabiegów, np. biopsji czy radioterapii do precyzyjnego określania sfery działania igły, skalpela czy wiązki promieniowania. Tomografia komputerowa jest szczególnie przydatna do wykrywania zmian w sercu, płucach czy wątrobie – nie tylko nowotworowych, ale również o innym podłożu. Wreszcie, z jej pomocą ocenia się postępy leczenia.

Jak przebiega badanie tomografią komputerową?

Przygotowanie do tomografii komputerowej zależy od badanej części ciała. Często od pacjentów wymaga się przebrania w specjalne ubrania szpitalne. Niezbędne jest również pozbycie się wszystkich metalowych obiektów takich jak pierścionki, kolczyki, aparaty czy protezy dentystyczne, paski oraz okulary – mogą one zaburzać obraz uzyskiwany w tomografie komputerową. W niektórych przypadkach wymagane bywa również powstrzymywanie się od jedzenia i picia na kilka godzin przed badaniem.

Ponadto pacjentom czasem podaje się kontrast na bazie jodu – doustnie, dożylnie lub doodbytniczo – czyli substancję blokującą promienie RTG, która ma na celu zaostrzyć widoczność określonych struktur na obrazach poprzez wypełnienie je bielą. Kontrastu używa się na przykład do diagnostyki naczyń krwionośnych lub jelit. Podanie kontrastu może się wiązać z pewnym dyskomfortem w postaci nieprzyjemnego smaku w ustach czy uczucia wzdęcia, ale zwykle nie sprawia on pacjentom większych problemów. Ponadto dzieciom podaje się czasem środki uspakajające, aby zapobiec ich spontanicznym ruchom.

W czasie badania pacjent leży na wąskim łóżku wokół, którego w specjalnym cylindrze obracają się źródła promieniowania. Warunkiem powodzenia jest utrzymanie całkowitego bezruchu, co nie jest trudne, gdyż cała diagnostyka trwa zaledwie kilka minut. Utrzymanie stałej pozycji ułatwiają również specjalne poduszki i pasy. Czasami wymagane jest dodatkowo chwilowe wstrzymanie oddechu. Tomografia komputerowa jest przy tym całkowicie bezbolesna i w przeciwieństwie do rezonansu magnetycznego nie wiąże się z takimi nieprzyjemnościami jak hałas czy lęki klaustrofobiczne.

Po badaniu można bez zwłoki udać się do domu. Pacjentom, którym podano kontrast poleca się picie dużych ilości wody po badania, aby jak najszybciej wypłukać podany środek z nerek. Wyniki badania mogą być konsultowane na miejscu w przypadku nagłych sytuacji, ale zwykle są po interpretacji radiologicznej odsyłane do lekarza prowadzącego w przeciągu kilku dni.

Przeciwwskazania do tomografii komputerowej

Tomografii komputerowej zasadniczo nie przeprowadza się na kobietach w ciąży, zwłaszcza, jeśli dotyczą one strefy miednicy lub brzucha, o ile nie istnieją ku temu wyraźne wskazania. Nie ma co prawda żadnych potwierdzonych dowodów świadczących o negatywnym wpływie niskich dawek promieniowania wykorzystywanych podczas tomografii komputerowej na płody ludzkie, ale zgodnie z zasadą chuchania na zimne, preferowane jest badanie USG lub rezonans magnetyczny.

Nie należy również przeprowadzać tomografii komputerowej z kontrastem osobom, które są lub mogą być uczulone na związki służące do zaostrzenia obrazu, jak również pacjentom z niewydolnością nerek.

Czy tomografia komputerowa jest niebezpieczna?

Ponieważ do tomografii komputerowej wykorzystuje się promieniowanie rentgenowskie, pacjenci są wystawieni na działanie szkodliwej dla zdrowia jonizacji. Są to co prawda krótkotrwałe okresy, ale ilość otrzymanego promieniowania jest znacznie wyższa niż w przypadku zdjęć RTG. Mimo wszystko, zdaniem naukowców ryzyko dla zdrowia jest niskie – jak dotąd nie wykazano żadnych długotrwałych skutków ubocznych tomografii komputerowej, choć przy wysokich dawkach istnieje teoretycznego ryzyko zwiększonego prawdopodobieństwa zachorowania na raka.

Generalnie jednak uważa się, że w przypadku tomografii komputerowej potencjalne korzyści z badania zdecydowanie przewyższają zagrożenia, zwłaszcza, że najnowocześniejsza aparatura do minimum ogranicza poziom promieniowania. Gdy sytuacja tego wymaga, można więc z całkowitym spokojem poddać się badaniu tomografii komputerowej, pamiętając że taka precyzyjna diagnostyka to klucz do rozwiązania szeregu poważnych problemów zdrowotnych!