Medisinsk bildeteknologi i dag og veien videre

Når du hører begrepet 'medisinsk bildebehandling', er det første bildet som dukker opp et røntgenbilde, eller røntgen som det er mer kjent som. Selv om røntgenbilder er den eldste og fortsatt mest brukte metoden for medisinsk bildebehandling, er det så mye mer ved dette spennende og innovative vitenskapsfeltet i dag. I denne artikkelen forsøker vi å gjennomgå dagens situasjon og de siste fremskrittene innen medisinsk bildeteknologi, samt å skissere områder der store gjennombrudd forventes i en ikke så fjern fremtid.

Begrepet 'medisinsk bildeteknologi' har en bred definisjon og omfatter enhver teknikk som hjelper medisinsk fagpersonell med å se innsiden av kroppen eller områder som ikke er synlige for det blotte øye. Visualisering av disse strukturene kan hjelpe ved diagnostisering av sykdom, behandlingsplanlegging, utførelse av behandling – for eksempel gjennom bildeveiledet intervensjon – samt overvåking og oppfølging.

Det store omfanget av medisinsk bildediagnostikk - hva det innebærer

I dag er medisinsk bildebehandling en integrert del av sykdomsdiagnostikk og -håndtering. Den tidligste formen for diagnostisk medisinsk bildebehandling var røntgenenheten, introdusert av Röntgen i 1895. Siden den gang har radiografisk bildebehandling kommet langt, og tradisjonell røntgen erstattes raskt av computertomografi (CT), som kombinerer kraften i dataprosessering med røntgenbilder. CT-skannere tar bilder i tre forskjellige plan. Selve CT-teknologien har gjennomgått forbedringer gjennom årene. Tykkelsen på bildesnittene har blitt redusert, og spiral-CT har kommet, noe som dramatisk reduserer tiden for bildeopptak.

Magnetresonanstomografi (MR) dukket opp på slutten av det tjuende århundre, i en tid da bekymringer rundt strålingseksponering under medisinsk bildebehandling var på topp. Dette bildesystemet bruker naturlige magnetfelt for å hente bilder av indre kroppsstrukturer. Selv om MR opprinnelig hadde begrenset diagnostisk bruk, har forbedringer i utstyret gjort det til den foretrukne modaliteten for bløtvev og vaskulære strukturer. Nyere MR-maskiner er kompakte og åpne enheter som ikke lenger får pasienter til å føle seg klaustrofobiske.

Ultralyd er en annen bildemodalitet som ikke bruker stråling. Den bruker reflekterte lydbølger for å tegne et bilde av indre organer. En stor fordel med ultralyd er bærbarheten. Det har fått utbredt medisinsk anvendelse, for eksempel ved undersøkelser ved sengekanten, studier av vaskulære strukturer, og innen obstetrikk for å vurdere fosterhelse.

Andre avanserte medisinske bildeteknikker har utnyttet kraften til kjernefysiske radioisotoper. Positronemisjonstomografi (PET) gjør at radiomerkede molekyler, som glukose, kan tas opp av kroppsvev. De oppdages deretter av sensorer, og fordelingen gir ledetråder til diagnosen. Innføringen av kontrastmidler har ført til stedsspesifikk bildebehandling som CT-angiografi. Radiomerket materiale injiseres i blodet, og vaskulære strukturer kan enkelt visualiseres. Dette hjelper med å identifisere vaskulære anomalier og blødninger. Radiomerkede molekyler kan også tas opp av visse vev, noe som hjelper med å snevre inn en diagnose. For eksempel brukes technetium-99 i beinskanning og jod-131 brukes til å studere skjoldbruskkjertelvev. Ofte kombineres to eller flere av de ovennevnte bildeteknikkene for å gi legen en klar idé om hva som foregår i pasientens kropp.

Hvordan medisinsk bildeteknologi har utviklet seg gjennom årene

Medisinsk bildeteknologi har gjort store fremskritt gjennom årene. Dette har ikke vært begrenset til modalitetene bildene anskaffes gjennom. Det har vært et økende fokus på etterbehandling og nyere, mer avanserte måter å dele og lagre medisinske bilder på. Ideen er å hente maksimal nytte ut av eksisterende teknologier og spre det til flest mulig mennesker.

Innen diagnostisk medisinsk bildebehandling kan klinikere nå manipulere bilder for å få større innsikt og informasjon fra det samme datasettet.

Fremskritt innen lagring og henting av bildedata

Med de forskjellige typene bildeenheter som brukes i dag og de unike dataene de produserer, er integrasjon og enkelt samarbeid av største interesse for helseinstitusjoner og sluttbrukere. Nesten alle typer bilder i dag anskaffes digitalt og består av enorme datafiler. En viktig utvikling i denne sammenheng har vært introduksjonen av PACS (Picture Archiving and Communications System). Det er en plattform som tillater integrert lagring og visning av medisinske bilder fra diverse enheter og systemer. I PACS-serveren lagres bilder hovedsakelig i DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)-formatet.

DICOM er en standard utviklet av American College of Radiologists. Alle bilder, inkludert CT-skanninger, MR, ultralyd og PET-skanninger skal lagres, hentes og deles kun i DICOM-formatet. DICOM-formatet har pasientdetaljer innebygd i bildet for å minimere diagnostiske feil. En rekke DICOM-visningsprogrammer er tilgjengelige på markedet, og hver har et forskjellig utvalg funksjoner som hjelper klinikere med diagnose og behandlingsplanlegging.

Avanserte verktøy for medisinsk bildebehandling

Medisinsk 3D-bildeteknologi

En annen avlegger av 3D-rekonstruksjon er multiplanar rekonstruksjon (MPR). MPR er prosessen med å skaffe nye snitt av bilder fra den 3D-rekonstruerte modellen. De nye snittene er i plan som er forskjellige fra de opprinnelig anskaffede snittene. Dette blir spesielt nyttig når man sporer forløpet til store strukturer som aorta.

Intensitetsprojeksjoner

Bildeprogramvare i dag har flere funksjoner for å hjelpe helsepersonell med å studere sitt interesseområde i detalj. En slik funksjon er intensitetsprojeksjon. Klinikere kan velge å redigere bildet av et rekonstruert område ved å vise kun de maksimale eller minimale CT-verdiene. Disse kalles henholdsvis maksimal og minimal intensitetsprojeksjon (MIP og MINIP). De øker kontrasten mellom interesseområdet og det omkringliggende normale vevet.

Ekte 3D-bildebehandling

3D-rekonstruksjonsteknologi er fortsatt ikke så presis som vi ønsker at den skal være, og noen leger foretrekker å gå gjennom flere 2D-seksjoner for å unngå feil. En interessant utvikling på dette området er 'Ekte' 3D-bildebehandling. Dette innovative bildesystemet lar klinikere se og samhandle med en virtuell kopi av et organ eller en kroppsstruktur. Bildet vises i form av et hologram, og klinikere kan virtuelt rotere strukturen, kutte tverrsnitt og identifisere viktige anatomiske landemerker. Et slikt verktøy kan bli uunnværlig for planlegging av operasjoner i fremtiden.

Bildefusjon

Et avansert medisinsk bildeverktøy kalt bildefusjon er tilgjengelig i mange DICOM-applikasjoner. Det tillater sammenslåing av to eller flere bildedatasett til en enkelt fil. Dette kan kombinere fordelene med forskjellige bildemodaliteter. De hyppigste og mest nyttige teknikkene for bildefusjon er PET/CT og PET/MR-bildefusjon, som kombinerer fordelene med PET-skanning, CT-skanning og MR. PET hjelper med å identifisere og lokalisere interesseområdet (vanligvis et ondartet eller betent område). CT gir utmerkede anatomiske detaljer om utstrekningen av lesjonen samt de involverte vevsplanene. MR hjelper med å oppnå bløtvevsoppløsning. Når de kombineres, er det en bemerkelsesverdig økning i sensitiviteten og spesifisiteten til diagnostiske bildeundersøkelser.

Sanntidsbildebehandling

Tradisjonelt har det alltid vært forstått at det ville være en 'forsinkelse' mellom tidspunktet bildet tas og når det tolkes. Forsinkelsen kommer fra tiden det tar å behandle og forberede bildet, presentere det for radiologen, og deretter for radiologen å se hver seksjon av bildet og bruke kunnskapen sin til å tolke det. Denne forsinkelsen kan ha betydelig innvirkning på kliniske resultater, spesielt i nødsituasjoner som traumer, der tiden er avgjørende.

I dag tilbyr mange bildesystemer 'sanntids'-resultater, noe som betyr at forsinkelsen mellom bildeopptak og tolkning enten er minimal eller ikke-eksisterende. Klinikere kan se bilder på en skjerm mens pasienten fortsatt er i bildeenheten. Dette reduserer ikke bare forsinkelsen, men har den ekstra fordelen at man kan se kroppssystemer i arbeid i sanntid og dermed vurdere deres funksjonelle integritet. For eksempel kan spiserørets svelgefunksjon evalueres på denne måten for mulige årsaker til dysfagi. Tilsvarende kan fosterbevegelser ses i sanntid med ultralyd. Kraften i sanntidsbildebehandling gjør det mulig for kirurger å ta beslutninger intraoperativt.

Et glimt inn i fremtiden for medisinsk bildeteknologi

Kunstig intelligens

Kunstig intelligens (KI) refererer til maskiners evne til å simulere menneskelig intelligens. Dette gjelder hovedsakelig kognitive funksjoner, som læring og problemløsning. Innenfor rammen av medisinsk bildebehandling kan KI trenes til å oppdage anomalier i menneskelig vev – og dermed hjelpe både med diagnostisering av sykdommer og overvåking av behandlingen. Det er tre måter KI kan bistå radiologer på. KI kan sile gjennom enorme datasett med bilder og pasientinformasjon med overmenneskelige hastigheter. Dette kan fremskynde arbeidsflyter. For det andre kan KI trenes til å oppdage anomalier som er for små til å oppdages med det blotte øye. Dette kan forbedre diagnostisk nøyaktighet. For det tredje kan KI brukes til å hente tidligere bildeskanninger fra en pasients elektroniske medisinske journal (EMR), og deretter sammenligne dem med pasientens siste skanneresultater. Andre aspekter av pasientens EMR, som relevant medisinsk historie, kan også hentes og brukes til å lette diagnosen.

Flere selskaper har lykkes med å inkorporere KI i bildesystemer, men ingen av dem er tilgjengelige for kommersiell bruk per nå. Et eksempel på KI-integrert medisinsk bildeprogramvare er Viz, som forbedrer både deteksjon og tid til behandling hos pasienter med store karobstruksjoner (LVO). Programvaren er i stand til å screene flere bilder på tvers av flere sykehusdatabaser for LVO-er. Hvis en LVO oppdages, kan programvaren varsle både hjerneslagspesialisten og pasientens fastlege for å sikre at pasienten får rask behandling. For en tidskritisk sykdom som hjerneslag har dette effekten av å forbedre resultatene betydelig og redusere kostnadsbyrden på helsevesenet.

Skybaserte applikasjoner

Både den raske utviklingen innen bildeteknologi og den allestedsnærværende bruken av medisinske bilder i helsevesenet har resultert i et presserende behov for å finne innovative måter å lagre og dele medisinske bildedata på. Mot dette bakteppet har skyteknologi dukket opp som en av de ledende faktorene for fremtiden til medisinsk bildeteknologi. Skyteknologi muliggjør lagring og deling av data uavhengig av geografisk plassering ved hjelp av internett. Skybaserte applikasjoner for medisinsk bildebehandling forenkler lagring og henting av bildefiler i DICOM-formatet. De øker effektiviteten og reduserer kostnadene. Helsepersonell kan samarbeide om medisinske bildedata fra hele verden. Sluttresultatet er bedre helseresultater for pasienter.

Skybaserte applikasjoner forbedrer også 'blokkjede'-prosessen. En 'blokkjede' er, enkelt sagt, tillegget av en ny digital post til en gammel, akkurat som å legge til en ny lenke til en eksisterende fysisk kjede. Bilder tilgjengelig i skyen kan legges til en blokkjede, som da gjør pasientens medisinske informasjon tilgjengelig for enhver lege hvor som helst i verden.

PostDICOM - I forkant av medisinsk bildeteknologi

PostDICOM kombinerer det beste av det nyeste innen medisinsk bildeteknologi. Det er en av bare noen få skybaserte DICOM-visningsapplikasjoner der ute. DICOM-filene som lagres på sky-PACS-serveren er sikret med SSL-kryptering. PostDICOM inkorporerer medisinsk 3D-bildeteknologi og tilbyr avanserte funksjoner for bildemanipulering, inkludert multiplanar rekonstruksjon, intensitetsprojeksjon (maksimum, gjennomsnitt og minimum) og bildefusjon. Kliniske dokumenter kan også lagres og vises med applikasjonen. Den er kompatibel med alle store operativsystemer (Windows, Mac OS, Linux), og kan nås fra bærbare datamaskiner, nettbrett og smarttelefoner. Best av alt, for basisbrukere, er det helt gratis å prøve skylagringsplass.