Vitenskapen og bruksområdene for medisinsk bildediagnostikk

De indre organene og beinene i kroppen vår er dekket av hud og andre vevsbarrierer, og er derfor ikke synlige for det blotte øye. Begrepet "medisinsk bildediagnostikk" brukes om teknikker som lar oss se innsiden av kroppen. Denne artikkelen vil hjelpe deg med å forstå hva medisinsk bildediagnostikk er og hvordan det spiller en viktig rolle i pasientbehandling i dag.

Hva er diagnostisk medisinsk bildediagnostikk?

Diagnostisering er prosessen med å identifisere en spesifikk sykdom eller lidelse basert på en grundig undersøkelse av pasienten. Dessverre påvirker de fleste sykdommer og tilstander områder av kroppen som normalt ikke er synlige for det blotte øye. Diagnostisk medisinsk bildediagnostikk kan bidra til diagnose ved å la oss visualisere eventuelle unormaliteter som kan eksistere i kroppen. For eksempel, hos en pasient som har vært utsatt for et traume, kan medisinsk bildediagnostikk fortelle oss om noen bein er brukket eller ute av ledd.

Hvordan fungerer medisinsk bildediagnostikk?

Diagnostisk medisinsk bildediagnostikk er avhengig av bruk av "usynlige" bølger, som elektromagnetisk stråling, magnetiske felt eller lydbølger. Å lære om disse ulike typene bølger hjelper oss å forstå hva vitenskapen bak medisinsk bildediagnostikk handler om. Bølgene stammer vanligvis fra en kilde plassert på den ene siden av kroppen, reiser gjennom kroppen (og gjennom området av interesse), og treffer en detektor som er plassert på den andre siden av kroppen. Bølgene absorberes i varierende grad av ulike kroppsvev. På denne måten utvikler detektoren et bilde som består av "skygger" av ulike kroppsvev. Tidligere former for medisinsk bildediagnostikk, som røntgenbilder, brukte en fotodetektorplate som krevde filmfremkalling før visualisering. Avansert medisinsk bildediagnostikk i dag lar bilder fanges direkte gjennom et detekterende kamera, og bildene kan vises digitalt på en skjerm.

Hva brukes medisinsk bildediagnostikk til?

Selv om en stor del av medisinsk bildediagnostikk utføres hovedsakelig av diagnostiske årsaker, har det flere andre bruksområder også. Noen av de vanligste bruksområdene for medisinsk bildediagnostikk er beskrevet nedenfor:

• Umiddelbar diagnose: Som navnet antyder, er dette den vanligste anvendelsen av diagnostisk medisinsk bildediagnostikk. Et bilde kan fortelle oss, ved et øyekast, nøyaktig hva som er galt med pasienten. Vanlige røntgenbilder og CT-bilder hjelper til med å oppdage brudd, cyster, svulster og anomalier i skjelettet.

• Overvåking av sykdomsprogresjon: Diagnostisk medisinsk bildediagnostikk brukes ofte for å bestemme sykdomsstadium og progresjon. Hos en pasient med kreft kan en kontrastforsterket CT eller en MR brukes til å bestemme det nøyaktige sykdomsstadiet, mens PET-skanninger kan oppdage eventuelle metastaser. SPECT, en type beinskanning, har blitt funnet nyttig for å overvåke progresjon ved Parkinsons sykdom.

• Behandlingsplanlegging: Medisinsk bildediagnostikk hjelper også til med behandlingsplanlegging ved å la kirurger bestemme størrelsen på en lesjon og dermed omfanget av operasjonen på forhånd. Kirurger kan utføre virtuell kirurgi ved hjelp av medisinsk bildeteknologi, enten direkte i programvaren, eller etter import og opprettelse av stereolitografiske modeller.

• Evaluering av behandlingseffekt: PET-skanninger brukes ofte hos kreftpasienter som gjennomgår behandling for å sjekke om behandlingsregimet har vært effektivt for å redusere størrelsen på svulsten. Kirurger bruker også medisinsk bildediagnostikk under en kirurgisk prosedyre for å sjekke om bein har blitt justert riktig eller om implantater er plassert i riktig posisjon. Bildediagnostikk kan gjøres for å vurdere langtidseffekten av behandlingsprosedyrer. For eksempel utføres volumetrisk analyse av innholdet i øyehulen ofte seks måneder etter inngrepet for å sjekke om reduksjon og fiksering av øyehulen etter traume ble utført nøyaktig.

• Aldersrelaterte beregninger: Alder kan ofte bestemmes ved å vurdere veksten av indre kroppsstrukturer. For eksempel bestemmes fosterets alder og mors svangerskapslengde ofte gjennom ultralyd. Visse røntgenbilder, som hånd- og tannrøntgen, brukes mye for å beregne en pasients alder hvis den er ukjent eller nødvendig for juridiske formål.

Medisinsk bildediagnostikk: Ulike teknologier og bruksområder

Det finnes flere typer diagnostisk medisinsk bildediagnostikk, avhengig av bølgenes fysiske natur og metoden for bildefangst. Det er ingen enkelt bildeteknologi som er overlegen de andre, da hver har sine egne fordeler og ulemper. Basert på disse begrensningene har radiologer i dag funnet en spesifikk "nisje" som passer best for hver bildemodalitet:

Ultralyd

Som navnet indikerer, bruker ultralyd lydbølger for å innhente medisinske bilder. Siden det ikke involverer elektromagnetisk stråling, er det sannsynligvis den tryggeste formen for diagnostisk medisinsk bildediagnostikk. Lydbølgene reiser fra ultralydproben gjennom en ledende gel inn i kroppen. Bølgene treffer deretter ulike anatomiske strukturer inne i kroppen og spretter tilbake. De fanges opp og omdannes til bilder som kan vises på en skjerm. En spesialisert form for ultralyd, kalt Doppler, lar oss visualisere bevegelsen av blod inne i blodårene.

Røntgenbilder

Røntgenbilder er den tidligste formen for medisinsk diagnostisk bildediagnostikk. De brukes vanligvis til å visualisere bein og har i stor grad blitt erstattet av mer avanserte medisinske bildesystemer. Imidlertid er det tradisjonelle røntgenbildet fortsatt nyttig i visse kliniske situasjoner:

• Mammografi: Dette er et røntgenbilde av brystet. Det brukes som et screeningsverktøy hos kvinner for å oppdage brystkreft.

• Fluoroskopi: Denne teknikken bruker røntgenbilder i kombinasjon med et kontrastmiddel som enten injiseres eller svelges. Kontrastmiddelets vei følges via røntgenbilder for å bestemme obstruksjoner, sår og andre patologiske prosesser.

Computertomografi (CT)

I denne teknikken ligger pasienten inne i et CT-kammer, som inneholder både detektoren og kilden. Kilden og detektoren ligger ovenfor hverandre og beveger seg i en bue rundt pasienten, og tar bilder serielt. Bilder tas i snitt på noen få millimeter hver og i tre forskjellige akser—produserer koronale, aksiale og sagittale snitt. Disse snittene kan deretter rekonstrueres for å danne et tredimensjonalt bilde. CT-bilder har langt større detaljrikdom sammenlignet med tradisjonelle røntgenbilder. Imidlertid gir CT-skanning en vesentlig høyere stråledose til kroppen.

Magnetisk resonanstomografi (MR)

Denne diagnostiske medisinske bildeteknologien benytter radiobølger i et magnetfelt. Menneskekroppen består i stor grad av vann. Når den plasseres i MR-skanneren, justerer hydrogenionene i vannmolekylene seg i henhold til feltet. Når radiofrekvensbølger påføres, endres denne justeringen, og etter det vender ionene tilbake til sin opprinnelige posisjon. Disse endringene i justering registreres og behandles for å lage et bilde. MR er nyttig for å visualisere bløtvevsstrukturer som muskler, sener og leddrom. Selv om det ikke er noen strålingsfare, kan MR være farlig for personer som har metallimplantater på grunn av bruken av et sterkt magnetfelt. Dette inkluderer pasienter som har kunstige ledd, pacemakere eller andre typer implantater.

Nukleærmedisinsk bildediagnostikk

Denne teknikken involverer bruk av radioaktive molekyler som kalles "sporstoffer". Sporstoffene svelges eller injiseres i blodet. Når de er inne i kroppen, tas sporstoffene opp av spesifikke vev. Gammastrålene som sendes ut av disse sporstoffene, fanges opp på et gammakamera og konverteres til digitaliserte bilder. Sporstoffer kan velges basert på området av interesse. For eksempel krever bildediagnostikk av skjoldbruskkjertelen radioaktivt jod, da denne forbindelsen foretrekkes av skjoldbruskkjertelceller. Beinskanning for infeksjonssykdommer bruker technetium, gallium eller indium. Områder som tar opp materialet vil sende ut mer stråling og fremstå som "hot spots" på de innhentede bildene.

En spesiell type nukleær bildediagnostikk er positronemisjonstomografi (PET). Den kan bruke en radioaktiv form for glukose. Glukose tas foretrukket opp av celler som har høy metabolisme, som kreftceller. Dermed kan denne avanserte diagnostiske bildeteknikken bidra til å identifisere fjerne metastaser hos kreftpasienter.

Hva bringer fremtiden for medisinsk bildediagnostikk?

Etter hvert som medisinsk bildediagnostikk fortsetter å utvikle seg, finner forskere måter å forbedre diagnose og behandlingsplanlegging på. Et av de mest spennende områdene som for tiden forskes på, er bruken av kunstig intelligens (KI) i medisinsk bildediagnostikk. Kunstig intelligens er programvarens eller maskiners evne til å gjenskape kognitiv tenkning som mennesker utviser. De kan derfor hjelpe i problemløsningsoppgaver. KI i medisinsk bildediagnostikk kan flytte grenser både når det gjelder diagnostisering av sykdommer samt planlegging og overvåking av behandlingseffekt. Følgende er noen bruksområder for KI i medisinsk bildediagnostikk:

• Identifisere snitt av interesse: En enkelt CT- eller MR-skanning av en pasient kan generere bokstavelig talt hundrevis av bilder, ettersom hvert snitt bare er noen få millimeter bredt. For radiologen kan det være en svært tidkrevende prosess å gå gjennom hvert enkelt snitt for å oppdage unormaliteter. KI kan brukes til å sile gjennom alle snittene og plukke ut bare de snittene som er av interesse for radiologen.

• Oppdage finere abnormiteter: Svært små forskjeller i farge eller kontrast er kanskje ikke synlige for det blotte øye. Imidlertid kan disse forskjellene signalisere tidlig begynnelse av invasiv sykdom. KI kan brukes til å plukke opp selv ørsmå forskjeller, og dermed bidra til diagnostisk nøyaktighet som ikke kan oppnås manuelt.

• Hente gamle journaler: KI kan gå gjennom databaser for å hente eldre bilder fra pasienters helsejournaler. Disse bildene kan brukes til sammenligning med eventuelle nåværende bilder som er tatt. Dette kan brukes til å vurdere sykdomsprogresjon eller evaluering av behandlingseffekt.

• Storskala screening: En ny anvendelse av KI i medisinsk bildediagnostikk er medisinsk screening i stor skala. En nylig kunstig intelligens-basert applikasjon ble utviklet for å screene medisinske bilder på tvers av flere sykehusdatabaser. KI-en ble trent til å oppdage blokkering av store blodkar, et tidlig tegn på hjerneslag. Hvis dette fungerer, kan applikasjonen varsle pasienten og hjerneslagspesialisten på prioritert basis. Det vil redusere tiden til behandling, noe som kan forbedre pasientutfallene betydelig.

• Utarbeide diagnostiske rapporter: KI vil kunne oversette unormaliteter i farge og kontrast til faktiske diagnostiske funn. Dette kan gjøres ved å mate informasjon basert på tidligere pasientjournaler. Ved å bruke diagnostisk informasjon kan KI også brukes til å generere bilderapporter.

DICOM og PACS—kjernen i medisinsk bildekommunikasjon

Medisinske bilder er tross alt bare bilder. Jo bedre kvaliteten på et bilde er, desto mer informasjon kan det gi. Med dette i tankene utga National Electrical Manufacturers Association (NEMA) et standardisert høykvalitetsformat for visning og lagring av medisinske bilder. DICOM, som står for Digital Imaging and Communications in Medicine, er globalt akseptert. Det kan ikke åpnes av vanlige dataprogrammer. Spesielle programvareapplikasjoner, kalt DICOM-visningsprogrammer (viewers), er nødvendige for å vise og redigere moderne medisinske bilder.

Siden DICOM-baserte bilder er av høy kvalitet og flere bilder fra en enkelt pasientskanning krever mye lagringsplass, må det gjøres spesielle ordninger for å lagre og hente bilder i DICOM-formatet. Databasen og serversystemet som lagrer DICOM-bilder kalles PACS (Picture Archiving and Communication System). Generelt har hvert sykehus sin egen interne PACS-server, og bilder innhentet fra pasienter på det sykehuset alene lagres der. Ulempen med dette er at pasienter som bytter sykehus av ulike årsaker kanskje ikke får tilgang til tidligere bilder.

Introduksjonen av skybasert PACS har gjort visning og tilgang til DICOM-filer mye enklere. Skyteknologi lar DICOM-filer lagres og behandles via internett. Disse filene kan nås fra hvor som helst, ved hjelp av hvilken som helst enhet som har nødvendige tillatelser og programvare. Det forenkler tilgangen til en pasients medisinske journaler fra forskjellige geografiske steder.

PostDICOM: Utnytt avansert medisinsk bildediagnostikk maksimalt

PostDICOM er en spennende, banebrytende programvareapplikasjon som møter kravene til den nyeste medisinske bildeteknologien. Det er et smart DICOM-visningsprogram som ikke bare hjelper deg med å se medisinske bilder, men også tilbyr avanserte verktøy slik at du kan trekke ut maksimal informasjon fra hvert bilde. Disse verktøyene inkluderer tredimensjonale og multiplane rekonstruerte bilder, maksimum og minimum intensitetsprosjeksjoner, og bildefusjon av to eller flere bildemodaliteter. PostDICOM er den eneste DICOM-applikasjonen som tillater skybasert bildevisning. Den er kompatibel med alle operativsystemer, inkludert Windows, iOS, Linux og Android.

PostDICOM er til for at du skal bruke det — så gi det et forsøk i dag! Du kan utvide skylagringsplassen for en nominell avgift.