1. Tıbbi Görüntüleme Sistemleri

Bilgisayarlı Tomografi(BT) Cihazı

    Bilgisayarlı tomografi, 1963 yılında Allan McLeod Cormack ve Godfrey Hounsfield tarafından teorize edilmiş ve radyolojide yeni bir çığır açmış kesitsel görüntüleme yöntemidir. Temeli röntgen cihazına dayanmaktadır. Bir cismin değişik açılardan çok sayıda iki boyutlu X ışını görüntüleri alınarak o cismin iç yapısının üç boyutlu görüntüsü elde edilmeye çalışılır.

     İlk bilgisayarlı tomografide cihazlarında, tek bir kesit oluşturabilmek için gerekli verileri toplamak, beş dakika gibi uzun bir süre gerektirmekteydi. Bu olay bilgisayarlı tomografinin kullanılmasını engellemiş ve geciktirmiştir. Bilgisayarlı tomografi uygulaması yalnızca beyin incelemesinden ibaret kalmış, sürenin uzunluğu dolayısı ile solunum,intestinal, peristaltizm gibi sınırlamalar, bilgisayarlı tomografinin toraks, batın gibi uygulama alanlarında da kullanılmasını geciktirmiştir. Bilgisayarlı tomografi aygıtları, geliştirilme ve rutinde kullanılma aşamalarında bir sıra evrim geçirmiş ve bu gibi dezavantajlarından arındırılmıştır.

BİLGİSAYARLA TOMOGRAFİ (BT) HANGİ HASTALIKLARDA KULLANILIR?

1. Kemik kırıkları, bozuklukları veya kemik tümörlerinin teşhisinde
2. İç organlardaki yaralanmalar ve iç kanamaların belirlenmesinde
3. Tümör, enfeksiyon veya kan pıhtısının vücuttaki konumunun belirlenmesinde
4. Ameliyat, biyopsi veya radyasyon tedavilerinin planlanmasında
5. Biyopsi veya iğne aspirasyonu gibi belirli girişimsel işlemlerde görsel yardım sağlanması
6. Kanser, kalp hastalığı, akciğer nodülleri ve karaciğer kitleleri gibi hastalıkları belirlenmesinde
7. Kemik direncinin ölçülmesi
8. Kanser tedavisi gibi bazı tedavilerin etkinliğinin izlenmesinde
9. Kanser evresinin belirlenmesinde
10. Kolorektal kanser taraşında
11. Böbrek ve mesane taşları
12. Ülseratif kolit ve sinüzit gibi enflamatuar hastalıklar

Tomografi çeşitleri nelerdir?

Tomografi çeşitleri çekildikleri bölgeye ve ilaçlı, ilaçsız olma durumuna göre isimlendirilebilir. En çok kullanılan tomografi çeşitleri aşağıda belirtilmiştir.

Beyin Tomografisi: kafa bölgesinde yaralanma durumlarına, tümör vb beyin ile ilgili hastalıkların tanısında kullanılan bilgisayarlı tomografi çeşididir.

Boyun Tomografisi: boyun bölgesi yaralanmaları, tiroid, guatr hastalıkları vb boyun ile ilgili hastalıkların tanısında kullanılan tomografi çeşididir.

Toraks Tomografisi: göğüs bölgesi yaralanmaları ve göğüs bölgesinde bulunan organlar, kas dokuları, damar ve sinirlerin görüntülemesinde kullanılan tomografi çeşididir.

Batın Tomografisi: karın bölgesi yaralanmaları ve batın bölgesinde bulunan organlar ile ilgili hastalıkların tanısında kullanılan tomografi çeşididir.

Bu tomografi çeşitlerinin dışında vücudun diğer bölgeleri için boyun tomografisi, larenks tomografisi, nazofarenks tomografisi, paranazal sinüs tomografisi, temporal kemik tomografisi, üst ve alt abdomen tomografileri, eksremite tomografisi, servikal, torakal, lomber ve sakrum tomografisi bulunmaktadır.

Bilgisayarlı Tomografi Nasıl Çekilir?

• Taramadan birkaç saat önce bir şey yiyip içmemeniz istenebilir.
• Taramayı yapmadan önce, görüntülerin kalitesini yükseltmeye yardımcı olmak için vücuda kontrast olarak adlandırılan özel bir boya verilebilir.
• Tomografi çekimi sırasında, giysilerin bir kısmı ya da tamamı çıkarılır ve hastane elbisesi giyilir.
• Tarama sonuçlarını etkileyeceğinden kemer, takı, takma diş, toka, piercing, gözlük gibi metal cisimler çıkarılır.
• Tarayıcıya doğru kayan veya sabit duran bir masaya yüzüstü veya sırtüstü uzanılır. Ek olarak kemer veya yastıklar, pozisyonu korumak için kullanılabilir.
• Radyolog çekim odasından ayrılarak kontrol odasına geçer. Burada uzmanın hastayı görüp onunla iletişim kurabileceği bir sistem bulunur.
• Masa yavaşça tarayıcıya girerken, X-ray cihazı hastanın etrafında döner. Her dönmede vücudun ince kesitlerinin sayısız görüntüsü oluşur.
• BT görüntüleri çekilirken hareketsiz durmak çok önemlidir; hareket bulanık görüntülere neden olabilir.
• Tetkik sırasında nefes alınması veya nefes verilmesinin yanı sıra göğsün hareketini önlemek için nefesin kısa bir süre tutulması istenebilir.
• Tarama sırasında tıklama ve vızıltı gibi sesler duyulabilir. Tetkik sırasında masa, milimetrik hareketler yapabilir.
• Küçük çocukların BT taramasında sakin ve hareketsiz durabilmeleri için doktor tarafından sakinleştirici önerebilir.

  İlaçlı Tomografi nasıl çekilir?

   BT taramasında kemik gibi yoğun maddelerin görüntülenmesi kolaydır. Ancak yumuşak dokular röntgen görüntülerinde soluk görünebilirler. Net bir görüntü için bazen kontrast madde olarak adlandırılan özel bir boya kullanılabilir. Kontrast madde, x ışınlarını bloke ederek kan damarlarını, organları veya diğer yapıları vurgular ve taramada beyaz görünmelerini sağlar. Kontrast maddeler genellikle iyot veya baryum sülfattan yapılır.

Çekimi yapılacak doku ve organa bağlı olarak farklı yollarla vücuda verilir:

• Enjeksiyonla: İlaçlar doğrudan damar içine enjekte edilir. Kan damarları, idrar yolları, karaciğer veya safra kesesinin görüntüde öne çıkmasına yardımcı olur. Enjeksiyon sırasında sıcaklık hissi veya ağıza metalik bir tat gelebilir.
• Ağız yoluyla: Yemek borusu veya sindirim sisteminin taranmasında kontrast madde içeren bir sıvı içilmesi istenebilir. İçeceğin tadı kötü olabilir.
• Lavmanla: Bağırsaklar taranıyorsa kontrast madde rektuma yerleştirilebilir. Bu işlem, şişkinlik ve rahatsızlık hissi verebilir.

BT Neden Röntgenden Daha Ayrıntılıdır? 

BT görüntüleri röntgenden daha ayrıntılıdır. Bunun iki temel nedeni vardır: 

• Vücudun ince bir diliminin görüntülenmesi: Röntgende x-ışının geçtiği boyuttaki yapılar üst üste düşer. Bu durumda, aralarındaki yoğunluk farkı belirgin olmayan yapıların seçilmesi zorlaşır. Bu sakınca ince bir vücut dilimini görüntüleyen BT’de ortadan kaldırılmıştır. 

• Dokuların x-ışını tutma oranlarının doğrudan ölçülebilmesi: Röntgende dokuları geçen x-ışının tesbitinde, film, ranforsatör, banyo faktörleri (süre, ısı, kimyasallar) gibi bir çok faktör etkindir. Bu faktörler dokudaki kontrastın görüntüye yansımasını engeller. BT’de bu engeller ortadan kaldırılmıştır. Görüntüler doğrudan dokunun x-ışınlarını zayıflatma değerleri ile oluşturulur. Dolayısıyla BT görüntüleri, doku kontrastını çok daha duyarlı olarak yansıtır. 

BT'nin Bölümleri

BT aygıtında 3 ana bölüm vardır: 

1. Tarama bölümü: Bu bölüm gantri ve hasta masasından oluşur. Gantri, içerisinde X-ışını tüpü ve dedektörlerin bulunduğu, kare şeklinde, eni dar büyük bir kutudur. Ortasında gantri açıklığı denilen hastanın girdiği yuvarlak bir açıklık vardır. Tüp ve dedektör zinciri bu açıklığın çevresindedir. Tüp kesit alma sırasında hastanın çevresinde döner. Hasta masası seçilen kesit kalınlığına ve kesitler arasındaki aralığa göre her kesitten sonra hareket eder. Hastayı geçerek dedektörler üzerine düşen X-ışınlarının miktarı ölçülür ve dijitalize edilir.

  2. Bilgisayar sistemi: Dedektörlerden gelen dijitalize verileri işleyen çok gelişmişbir bilgisayar sistemidir. Bilgisayar sisteminin görevi, esas olarak bu dijital verileri kesiti oluşturacak voksellerin değerlerine dönüştürmektir. 

3. Görüntüleme bölümü: Sayısal değerlerden oluşan görüntünün ortaya çıktığı ve işlendiği bölümdür. Çözünürlüğü yüksek bir monitor ve kayıt sistemi bulunur. Görüntüler burada işlenir ve içlerinden seçilenler film üzerine geçirilir. Bu bölüm aynı zamanda sistemin komuta ünitesidir.

BT ‘de Görüntü Oluşumu

BT görüntüsü bir kesit görüntüsüdür. Kesit görüntü oluşturabilmek için yapılan işlemler sırasıyla şöyle özetlenebilir:

İlk koşul X-ışını tüpünün, kesit düzlemi çevresinde 360 derece dönerek dar bir X-ışını demeti göndermesidir. X-ışınları vücuda gönderilirken ölçülür, vücudu geçtikten sonra ölçülür, aradaki fark hesaplanarak dedektörlerin karşısına gelen dokunun X-ışınını ne oranda tuttuğu bulunur ve görüntü bu çok sayıdaki ölçümlerden karmaşık bilgisayar işlemleriyle oluşturulur.

Bütün dijital görüntülerde olduğu gibi BT’de de görüntü küçük resim elementlerinden (piksellerden) oluşur. Buna görüntü matriksi denir. Matriks sayısı görüntünün iki kenarındaki piksel sayısının çarpımı şeklinde gösterilir ve günümüzdeki aygıtlarda bu sayı genellikle 512×512’ dir.

BT’de görüntüler aslında iki boyutlu değildir; tarafımızdan belirlenen bir kalınlıkları vardır. BT’de ölçüm yapılan birimler piksel değil, tabanını pikselin, yüksekliğini kesit kalınlığının yaptığı dikdörtgen prizmalardır. Bu prizmalara volüm elementi anlamına gelen voksel adı verilir.

Dedektörlerin ölçtüğü ve dijitalize ettiği değerler, bilgisayarlar aracılığıyla her vokselin X-ışınlarını tutma değerlerine dönüştürülür. Bu işlem suyun X-ışınını tutma değerini 0 kabul eden, bir ucu –1000 diğer ucu +3,095 olan bir cetvele göre yapılır. Bu cetvele, yöntemi geliştirenlerden biri olan İngiliz fizikçisi Hounsfield’den dolayı Hounsfield Cetveli ve bu cetveldeki sayılara da BT Ünitesi veya Hounsfield Ünitesi (HÜ) adı verilir.
                                   

     
Sistemin bilgisayarları bu cetvele göre tüm voksellere bir sayı verir. Bu sayı, yoğunluğu sudan yüksek olan dokularda artı, düşük olanlarda ise eksi değerlerdedir .
Sistemin yapacağı son işlem Hounsfield cetveline göre sayısal değerler almış vokselleri, aldıkları sayılara uyan siyah, beyaz ve aradaki gri tonlarla boyamaktır. Bunun için artı ucu beyaz, eksi ucu siyah olan gri bir cetvel kullanılır (gri skala).
Vokselin sayısal değeri vokselin içerisine giren tüm yapıların ortalama değeridir. Bir BT kesitinde gördüğümüz piksellerin rengi, aslında ait olduğu vokselin ortalama rengidir. Dijital röntgende ise pikselin rengi, X-ışınının geçtiği tüm kalınlığın X-ışınını tutma değerinin karşılığıdır. Evlerimizdeki televizyonlardaki görüntü ise fotoğrafın dijitalizasyonudur, piksellerinin rengi fotoğrafların rengidir, kalınlığı ve derinliği yoktur.
Kesit kalınlığının her tarafta eşit olması nedeniyle, röntgenden farklı olarak, BT’de görüntüleri yorumlarken, objelerin kalınlığının hesaba katılmasına gerek yoktur.

   Pencereleme

Bir BT görüntüsünde bulunan 4096 gri tonu gözümüzün algılaması olanaksızdır.Radyogramlara baktığımız şartlarda gözümüz ancak 30-90 gri tonu ayırabilir. En iyi şartlarda gözümüzün 90 gri tonu ayırabildiğini varsayalım. Bu durumda bir BT görüntüsünde gözümüzün fark edebileceği iki gri ton arasındaki yoğunluk farkı: 4,096/90~45 HÜ olacaktır. Beyinde gri ve beyaz cevherin gri skala değerleri arasındaki fark 45 HÜ’den az olduğu için böyle bir görüntüde gri cevher ve beyaz cevheri ayırmak mümkün olmayacaktır. Bu ayırımı gösterebilmek için gri ölçeğin değerlerini, beyin dokusunun görüntülendiği değerlerin bulunduğu dar bir alanda dağıtmak gerekir. Bu işleme pencereleme (windowing) adı verilir. Göğüsün BT kesitinde mediastinal yapılar yumuşak doku penceresinde, akciğerler ise parankim penceresinde görüntülenir. Gri tonların dağıtılmasını istediğimiz aralığa pencere genişliği, bu aralığın ortasına ise pencere seviyesi adı verilir. Örneğin pencere genişliğini – 100 ile +200 arasında 300 olarak saptadığımız bir incelemede pencere seviyesi +50 olacaktır. Pencere genişliğinin üzerindeki yapılar beyaz, altındaki yapılar ise siyah tonlar içerisinde görülmez hale gelir.

     Çalışma Prensibi

   Bilgisayarlı tomografi (computerized tomography) kelime anlamıyla; eski yunanca kelimeler olan TOMO (kesit) ve GRAPHY (görüntü) ‘den  oluşmuştur.   Anlamı bilgisayarlı kesit görüntüsü oluşturmadır.

• İnceleme sırasında hasta bilgisayarlı tomografi cihazının masasında hareket etmeksizin yatırılır. İstenilen görüntüyü elde etmek için ihtiyaç duyulan kesitlere uygun gelecek şekilde masa manuel ya da uzaktan kumanda ile cihazın ”gantry’‘ adı verilen açıklığına sokulur.
• Bir bilgisayara bağlı olan bu Cihaz; X-ışını tübünü masa uygun kesit pozisyonuna geldiği anda aktifleştirerek gantry’de bulunan dedektörleriyle hastadan geçen ve görüntü bilgilerini taşıyan X-ışını demetlerini absorbe eder. 
• Dedektörden gelen veriler bir Analog Dijital Çevirici kullanılarak sayısal verilere dönüştürülür ve bu görüntü bilgileri BT cihazının görüntü bilgisayarlarında işlenerek BT görüntüleri oluşturulur. 
• Sonuçta dokuların birbiri ardısıra kesitsel görüntüleri oluşturulmuş olur.  
• Oluşturulan görüntüler bilgisayar ekranından izlenebilir ya da bu görüntüler filme aktarılabileceği gibi gerektiğinde tekrar bilgisayar ekranına getirmek üzere optik diskte de depolanabilir.
• Özet olarak Bilgisayarlı Tomografi Cihazı X-Işınları yardımı ile vücuttan yatay kesitler alarak çalışan bir tanı ve teşhis cihazıdır.

Bilgisayarlı Tomografi Cihazının Gelişimi ve Jenerasyon Evreleri 

• Bilgisayarlı tomografi cihazı (BT) 1963 yılında Cormak tarafından  teorize edilmiş ve radyolojide yeni bir çığır açmış kesitsel görüntüleme yöntemidir.
• İlk BT  cihazlarında , tek bir kesit oluşturabilmek  için gerekli verileri toplamak 5 dakika gibi uzun bir süre gerektirmekteydi. Bu kadar uzun sürelerde tetkik alımı ve yüksek dozlardaki razyasyona maruz kalınma BT’ nin kullanılmasını engellemiş ve geciktirmiştir.
• Belirli süre bu dezavantaj nedeniyle BT uygulaması sadece beyin incelemesinden ibaret kalmıştır.
• BT cihazları,geliştirilme ve rutinde kullanılma  aşamalarında bir dizi evrim geçirmişve bu gibi dezavantajlarından arındırılmıştır.
• Geçirdikleri evrime göre BT cihazları 5 jenerasyon altında toplanmaktadır.

Birinci jenerasyon cihazlar 

• Tek dedektör bulunmaktadır.
• X ışınları, çubuk şeklinde dizilmiştir.
• Bu jenerasyondaki cihazlar, tüp ve dedektör hasta çevresinde doğrusal bir çizgi boyunca birbirini görecek şekilde hareket ederken tarama yapar. 

İkinci Jenerasyon Cihazlar 

• Üç dedektör bulunmaktadır.
• Üç tane de x-ışını demeti,  yelpaze gibi genişletilmiştir.
• Daha hızlı tarama zamanı elde etmenin yanı sıra aynı anatomik oluşumun birden fazla dedektörce izlenmesi sayesinde ayrıntıda artış sağlanmıştır.

Üçüncü jenerasyon cihazlar

• Işın demetinin karşısında,ok sayıda (300-600 adet) dedektör vardır.
• X-ışını demeti yelpaze şeklindedir.
• X ışını demeti ve dedektörler hasta etrafında birbirleri ile koordineli olarak 360 derecelik bir dönüş yapar.
• Birinci ve ikinci jenerasyon cihazlarda sadece beyin incelemeleri yapılırken üçüncü jenerasyon cihazlarda tüm vücut incelemeleri yapılır.
• Bu cihazların 360 derecelik bir dönüş yapması kesit alma süresini(5 saniye) düşürmüş kesit sayısını artırmıştır.

Dördüncü jenerasyon cihazlar 

• Gantri boşluğunu 360 derece çevreleyen çok sayıda dedektör kullanır.
• Bu cihazlarda dedektörler sabittir ve hasta çevresinde sadece x ışını tüpü döner.
• Dördüncü jenerasyon cihazlarda, kesit alım süresi 1-2 saniye düzeylerine
  indirgenmiştir.

Beşinci jenerasyon cihazlar 

• Bu cihazlarda tüp ve dedektör hareketi ortadan kaldırılmıştır.
• Gantri çok büyük bir x-ışını tüpü haline getirilmiştir.
• Katottan çıkan elektron demeti, anota doğru giderken hasta etrafında çok kısa bir süre dönerek x ışını üretilir.

Günümüzde teorikte kalıp kullanılmamaktadır.

  X-ışını yöntemlerinin ayırabildiği dokular

BT Görüntüleri

Güçlü ve zayıf yanları 

BT’nin röntgene göre üstünlüğü, vücudu daha ayrıntılı olarak görüntülemesidir. Taze kanamayı ve kalsifikasyonu iyi göstermesi, hareketi daha iyi tolere edebilmesi ve incelemenin daha kolay olması da MR’ye göre üstünlükleridir. BT’nin klinikte en çok başvurulan yöntem olmasını sağlayan önemli bir üstünlüğü de tüm yapıları görüntüleyebilmesidir. BT’nin röntgene göre tek zayıf yanı görüntülerinin kesit olması nedeniyle anatomik bütünlüğünün olmamasıdır. MR’ye göre ise yumuşak dokuyu ayırd edebilme yetisi düşüktür. X-ışını yöntemi olması, zararlı etkileri bakımından önemli bir dezavantajdır. 

BT'nin Yapılması Gereken Kalibrasyon Testleri

Okuduğunuz için teşekkürler...