Medische Beeldvormingstechnologie Vandaag en Waar het Naartoe Gaat

Wanneer u de term 'medische beeldvorming' hoort, is het eerste beeld dat in u opkomt dat van een röntgenfoto, of een X-ray zoals het vaker wordt genoemd. Hoewel röntgenfoto's de oudste en nog steeds de meest gebruikte methode van medische beeldvorming zijn, is er vandaag de dag zoveel meer in dit intrigerende en innovatieve wetenschapsgebied. In dit artikel proberen we de huidige stand van zaken en de laatste ontwikkelingen op het gebied van medische beeldvormingstechnologie te bespreken, en schetsen we gebieden waar in de niet al te verre toekomst grote doorbraken worden verwacht.

De term 'medische beeldvormingstechnologie' heeft een brede definitie en omvat elke techniek die medische professionals helpt de binnenkant van het lichaam of gebieden die niet zichtbaar zijn voor het blote oog te bekijken. Visualisatie van deze structuren kan helpen bij de diagnose van ziekten, behandelingsplanning, uitvoering van de behandeling - zoals door beeldgestuurde interventie - en monitoring en surveillance.

De Brede Reikwijdte van Medische Diagnostische Beeldvorming - Wat het Inhoudt

Tegenwoordig is medische beeldvorming integraal onderdeel van ziektediagnose en -beheer. De vroegste vorm van diagnostische medische beeldvorming was de Röntgen-eenheid, geïntroduceerd door Röntgen in 1895. Sindsdien heeft radiografische beeldvorming een lange weg afgelegd, en worden traditionele röntgenfoto's snel vervangen door computertomografie (CT), die de kracht van computerverwerking combineert met röntgenbeeldvorming. CT-scanners maken beelden in drie verschillende vlakken. CT-technologie zelf heeft door de jaren heen verfijning ondergaan. De dikte van de plakjes (slices) is verminderd en de spiraal-CT is gearriveerd, wat de beeldacquisitietijd drastisch verkort.

Magnetic Resonance Imaging (MRI) ontstond aan het einde van de twintigste eeuw, in een tijd dat de zorgen over stralingsblootstelling tijdens medische beeldvorming op een hoogtepunt waren. Dit beeldvormingssysteem gebruikt natuurlijke magnetische velden om beelden van interne lichaamsstructuren te verkrijgen. Hoewel de MRI aanvankelijk beperkt diagnostisch gebruik had, hebben verbeteringen in de apparatuur ervoor gezorgd dat het de voorkeursmodaliteit is geworden voor zachte weefsels en vasculaire structuren. Nieuwere MRI-machines zijn compacte en open apparaten waardoor patiënten zich niet langer claustrofobisch voelen.

Echografie is een andere beeldvormingsmodaliteit die geen straling gebruikt. Het gebruikt gereflecteerde geluidsgolven om een beeld van interne organen te schetsen. Een groot voordeel van echografie is de draagbaarheid. Het heeft wijdverbreide medische toepassing gekregen, zoals voor onderzoeken aan het bed, het bestuderen van vasculaire structuren en in de verloskunde voor het beoordelen van de foetale gezondheid.

Andere geavanceerde medische beeldvormingstechnieken hebben de kracht van nucleaire radio-isotopen benut. Positronemissietomografie (PET) maakt het mogelijk dat radioactief gelabelde moleculen, zoals glucose, door lichaamsweefsels worden opgenomen. Ze worden vervolgens gedetecteerd door sensoren en hun distributie geeft aanwijzingen voor de diagnose. De introductie van contrastmiddelen heeft geleid tot plaatsspecifieke beeldvorming zoals CT-angiografie. Radioactief gelabeld materiaal wordt in de bloedbaan geïnjecteerd en vasculaire structuren kunnen gemakkelijk worden gevisualiseerd. Dit helpt bij het identificeren van vasculaire anomalieën en bloedingen. Radioactief gelabelde moleculen kunnen ook door bepaalde weefsels worden opgenomen, wat helpt bij het verfijnen van een diagnose. Zo wordt technetium-99 gebruikt bij botscans en jodium-131 om schildklierweefsel te bestuderen. Vaak worden twee of meer van de bovenstaande beeldvormingstechnieken gecombineerd om de arts een duidelijk idee te geven van wat er in het lichaam van de patiënt gebeurt.

Hoe Medische Beeldvormingstechnologie Zich door de Jaren Heen Heeft Ontwikkeld

Medische beeldvormingstechnologie is in de loop der jaren met sprongen vooruitgegaan. Dit is niet beperkt gebleven tot de modaliteiten waarmee beelden worden verkregen. Er is een steeds grotere nadruk komen te liggen op post-processing en nieuwere, geavanceerdere manieren om medische beelden te delen en op te slaan. Het idee hierbij is om maximaal voordeel te halen uit bestaande technologieën en dit onder zoveel mogelijk mensen te verspreiden.

Op het gebied van diagnostische medische beeldvorming kunnen clinici beelden nu manipuleren om meer inzicht en informatie uit dezelfde dataset te verkrijgen.

Vooruitgang in Opslag en Ophalen van Beeldgegevens

Met de verschillende soorten beeldvormingsapparatuur die tegenwoordig worden gebruikt en de unieke gegevens die ze produceren, zijn integratie en samenwerkingsgemak van het grootste belang voor zorginstellingen en eindgebruikers. Bijna alle soorten beelden worden tegenwoordig digitaal verkregen en bestaan uit enorme databestanden. Een belangrijke ontwikkeling in dit opzicht is de introductie van PACS (Picture Archiving and Communications System) geweest. Het is een platform dat de geïntegreerde opslag en weergave van medische beelden van diverse apparaten en systemen mogelijk maakt. In de PACS-server worden beelden voornamelijk opgeslagen in het DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) formaat.

DICOM is een standaard ontwikkeld door het American College of Radiologists. Alle beelden, inclusief CT-scans, MRI, echografie en PET-scans, moeten worden opgeslagen, opgehaald en gedeeld in het DICOM-formaat. Het DICOM-formaat heeft patiëntgegevens ingebed in het beeld om diagnostische fouten te minimaliseren. Er is een aantal DICOM-viewerapplicaties op de markt beschikbaar, en elk heeft een andere reeks functies die clinici helpen bij diagnose en behandelingsplanning.

Geavanceerde Tools voor Medische Beeldvorming

Medische 3D-Beeldvormingstechnologie

Een andere uitloper van 3D-reconstructie is multiplanaire reconstructie (MPR). MPR is het proces waarbij nieuwe plakjes (slices) van beelden worden verkregen uit het 3D-gereconstrueerde model. De nieuwe plakjes bevinden zich in andere vlakken dan de plakjes die oorspronkelijk werden verkregen. Dit is met name nuttig bij het volgen van het verloop van grote structuren zoals de aorta.

Intensiteitsprojecties

Beeldvormingssoftware heeft tegenwoordig meerdere functies om zorgprofessionals te helpen hun interessegebied in detail te bestuderen. Eén zo'n functie is intensiteitsprojectie. Clinici kunnen ervoor kiezen om het beeld van een gereconstrueerd gebied te bewerken door alleen de maximale of minimale CT-waarden weer te geven. Dit worden respectievelijk de maximale en minimale intensiteitsprojecties genoemd (MIP en MINIP). Ze vergroten het contrast tussen het interessegebied en de omliggende normale weefsels.

True 3D Beeldvorming

3D-reconstructietechnologie is nog steeds niet zo nauwkeurig als we zouden willen, en sommige artsen geven er de voorkeur aan om door meerdere 2D-secties te gaan om fouten te vermijden. Een interessante ontwikkeling op dit gebied is 'True' 3D beeldvorming. Dit innovatieve beeldvormingssysteem stelt clinici in staat om een virtuele replica van een orgaan of lichaamsstructuur te bekijken en ermee te communiceren. Het beeld verschijnt in de vorm van een hologram, en clinici kunnen de structuur virtueel roteren, doorsneden maken en vitale anatomische oriëntatiepunten identificeren. Een dergelijke tool kan in de toekomst onmisbaar worden voor het plannen van operaties.

Beeldfusie

Een geavanceerde medische beeldvormingstool genaamd beeldfusie is beschikbaar in veel DICOM-applicaties. Het maakt het samenvoegen van twee of meer beeld datasets in één enkel bestand mogelijk. Dit kan de voordelen van verschillende beeldvormingsmodaliteiten combineren. De meest voorkomende en nuttige beeldfusietechnieken zijn PET/CT en PET/MR beeldfusie, die de voordelen van de PET-scan, CT-scan en MRI combineren. PET helpt bij het identificeren en lokaliseren van het interessegebied (meestal een kwaadaardig of ontstoken gebied). CT biedt uitstekende anatomische details van de omvang van de laesie en de betrokken weefselvlakken. MRI helpt bij het bereiken van resolutie van zacht weefsel. Wanneer ze worden gecombineerd, is er een opmerkelijke toename in de gevoeligheid en specificiteit van diagnostische beeldvormingsonderzoeken.

Real-time Beeldvorming

Traditioneel werd altijd begrepen dat er een 'vertraging' zou zijn tussen het moment dat het beeld wordt verkregen en het moment dat het wordt geïnterpreteerd. De vertraging komt door de tijd die nodig is om het beeld te verwerken en voor te bereiden, het aan de radioloog te presenteren, en vervolgens voor de radioloog om elke sectie van het beeld te bekijken en zijn kennis toe te passen om het te interpreteren. Deze vertraging kan een aanzienlijke invloed hebben op de klinische resultaten, vooral in noodsituaties zoals trauma, waar tijd essentieel is.

Tegenwoordig bieden veel beeldvormingssystemen 'real-time' resultaten, wat betekent dat de vertraging tussen beeldacquisitie en interpretatie minimaal of helemaal niet aanwezig is. Clinici kunnen beelden op een scherm bekijken terwijl de patiënt zich nog in de beeldvormingseenheid bevindt. Dit vermindert niet alleen de vertraging, maar heeft ook het extra voordeel dat lichaamssystemen in real-time aan het werk kunnen worden gezien en daardoor hun functionele integriteit kan worden beoordeeld. Zo kan bijvoorbeeld de slikfunctie van de slokdarm op deze manier worden geëvalueerd op mogelijke oorzaken van dysfagie. Evenzo kunnen foetale bewegingen in real-time worden gezien met echografie. De kracht van real-time beeldvorming maakt het voor chirurgen mogelijk om intraoperatief beslissingen te nemen.

Een Blik op de Toekomst van Medische Beeldvormingstechnologie

Kunstmatige Intelligentie

Kunstmatige intelligentie (AI) verwijst naar het vermogen van machines om menselijke intelligentie te simuleren. Dit geldt voornamelijk voor cognitieve functies, zoals leren en problemen oplossen. Binnen de context van medische beeldvorming kan AI worden getraind om anomalieën in menselijk weefsel te ontdekken - en zo te helpen bij zowel de diagnose van ziekten als het monitoren van de behandeling ervan. Er zijn drie manieren waarop AI radiologen kan helpen. AI kan met bovenmenselijke snelheden door enorme datasets van beelden en patiëntinformatie ziften. Dit kan workflows versnellen. Ten tweede kan AI worden getraind om anomalieën te detecteren die te klein zijn om met het blote oog te worden waargenomen. Dit kan de diagnostische nauwkeurigheid verbeteren. Ten derde kan AI worden gebruikt om eerdere beeldvormingsscans uit het elektronisch medisch dossier (EMD) van een patiënt op te halen en deze vervolgens te vergelijken met de laatste scanresultaten van de patiënt. Andere aspecten van het EMD van de patiënt, zoals eventuele relevante medische voorgeschiedenis, kunnen ook worden opgehaald en gebruikt om de diagnose te vergemakkelijken.

Verschillende bedrijven zijn succesvol geweest in het integreren van AI in beeldvormingssystemen, maar geen van hen is vooralsnog beschikbaar voor commercieel gebruik. Een voorbeeld van medische beeldvormingssoftware met geïntegreerde AI is Viz, dat zowel de detectie als de tijd tot behandeling verbetert bij patiënten met grote vatobstructies (LVO's). De software is in staat om meerdere beelden in verschillende ziekenhuisdatabases te screenen op LVO's. Als een LVO wordt gedetecteerd, kan de software zowel de beroertespecialist als de huisarts van de patiënt waarschuwen om ervoor te zorgen dat de patiënt snel wordt behandeld. Voor een tijdsgebonden ziekte zoals een beroerte heeft dit het effect dat de resultaten sterk verbeteren en de kostenlast voor het gezondheidszorgsysteem wordt verminderd.

Cloudgebaseerde Applicaties

Zowel de snelle vooruitgang in beeldvormingstechnologie als het alomtegenwoordige gebruik van medische beelden in de gezondheidszorg hebben geleid tot een urgentie om innovatieve manieren te vinden om medische beeldgegevens op te slaan en te delen. Tegen deze achtergrond is cloudtechnologie naar voren gekomen als een van de belangrijkste determinanten van de toekomst van medische beeldvormingstechnologie. Cloudtechnologie maakt de opslag en het delen van gegevens mogelijk, onafhankelijk van geografische locatie met behulp van internet. Cloud-gebaseerde medische beeldvormingsapplicaties vergemakkelijken de opslag en het ophalen van beeldbestanden in het DICOM-formaat. Ze verhogen de efficiëntie en verlagen de kosten. Zorgprofessionals kunnen wereldwijd samenwerken aan medische beeldgegevens. Het eindresultaat is betere gezondheidsuitkomsten voor patiënten.

Cloud-gebaseerde applicaties verbeteren ook het 'blockchain' proces. Een 'blockchain' is in eenvoudige termen de toevoeging van een nieuw digitaal record aan een oud record, net als het toevoegen van een nieuwe schakel aan een bestaande fysieke ketting. Beelden die beschikbaar zijn in de cloud kunnen aan een blockchain worden toegevoegd, waardoor de medische informatie van de patiënt toegankelijk wordt voor elke arts waar ook ter wereld.

PostDICOM - Aan de Top van Medische Beeldvormingstechnologie

PostDICOM combineert het beste van het nieuwste op het gebied van medische beeldvormingstechnologie. Het is een van de weinige cloud-gebaseerde DICOM-viewerapplicaties die er zijn. De DICOM-bestanden die op de cloud PACS-server zijn opgeslagen, zijn beveiligd met SSL-encryptie. PostDICOM integreert medische 3D-beeldvormingstechnologie en biedt geavanceerde functies voor beeldmanipulatie, waaronder multiplanaire reconstructie, intensiteitsprojectie (maximaal, gemiddeld en minimaal) en beeldfusie. Klinische documenten kunnen ook worden opgeslagen en bekeken met de applicatie. Het is compatibel met alle belangrijke besturingssystemen (Windows, Mac OS, Linux) en is toegankelijk vanaf laptops, tablets en smartphones. Het beste van alles is dat het voor basisgebruikers absoluut gratis is om cloudopslagruimte te proberen.