Kompjuterizirana tomografija

**Kompjuterizirana tomografija** (engl. *computed tomography*; **CT**) je radiološka metod snimanja koja pored rendgen zračenja, primenjuje i **tomografiju**, metodu koja se zasniva na matematičkoj proceduri obrade snimaka ili **tomografskoj rekonstrukciji snimaka** uz primenu savremenih računara i programskih paketa u njima. Metoda digitalna geometrijske obrada se koristi za generisanje trodimenzionalnih slika unutrašnjosti snimljenog objekta koju čini velika serija dvodimenzionalnih rendgenskih snimaka snimljenih u toku jedne rotacije uređaja oko svoje ose.

## Istorijat

Princip kompjuterizovane tomografije se zasniva na teoremi „*J. Radona*“ (1917.), koji opisuje mogućnost rekonstrukcije dvodimenzionalne geometrije objekta iz niza projekcija izmerenih oko njega. Ovaj metod se može proširiti i na unutrašnju tomografiju objekta, zavisno od načina na koji se zraci koji prolaze kroz nju apsorbuju u skladu sa njihovim uglom penetracije. Međutim, za ove proračune bila je potrebna tehnika i rezultati ovih istraživanja nisu mogli biti primenjeni sve do pojave računara.

Tokom 1946. godine u Japanu naučnici su konstruisali prvi rendgen aparat za rotacionu tomografiju, koju su nazvali *„rotografija“*. Princip rotografije je bio sledeći: pacijent je ležao na stolu, rendgenska cev je bila postavljena sa jedne strane, a rendgenski film u kaseti sa druge strane pacijenta i paralelno su rotirali oko pacijenta praveći polukrug ili puni krug (od 0° do 230° ili 360°) za vreme ekspozicije. Međutim kako tada nisu postojali odgovarajući računari (kompjuteri) obrada slika vršila se na klasičan način što je zahtevalo velike napore a uticalo je i na pouzdanost rezultata. Nakon pojave kompjutera (računara), a kasnije i izrade specijalnih računarskih programa stvoreni su uslovi da „imedžin“ tehnika zasnovana na principima „rotografije“ preraste u kompjuterizovanu tomografiju (CT).

Oldendorf tokom 1961. na osnovu svojih istraživanja ukazuje na mogućnost merenja apsorpcije rendgen zračenja, u poprečnom preseku tela pomoću uskog snopa rendgen zračenja, ali je njegov rad na izračunavanju podataka bio otežan bez odgovarajuće računarske opreme.

Nakon četvorogodišnjeg istraživanja engleski fizičar Godfrey Newbold Hounsfield, i američkim matematičar Alan Mac Cormack uz sugestije neuroradiologa J. Ambrose, konstruisao je 1971. godine prvi aparat za kompjuterizovanu tomografiju koji je proizveden u firmi EMI - Scanner. Prototip prvog CT-skenera bio je isključivo namenjen za snimanja glave i montiran je u Morlej bolnici u Atkinsonu 1971. Godfrey Newbold Hounsfield i Alan Mac Cormack 1979. za ova otkriće dobijaju Nobelovu nagradu. Tokom 1973. počinje prva klinička primena CT-skenera i u junu iste godine na klinici Mejo instaliran je prvi CT-skener za kliničku upotrebu.

U zadnjih 35 godina kompjuterizovana tomografija se razvijala takvom brzinom da je sada, i u srednje razvijenim zemljama, nezamisliva bolnička ustanova bez CT-skenera, a u praksu su uvedeni i mobilni CT-skeneri montirani u autobusima za rad na terenu, te mobilni CT za skeniranje teških pacijenata u bolesničkim sobama.

Sa 1973. otpočinje i era moderne radiologije koja je dovela do razvoja niza digitalnih tehnika. Naučnik Lendley konstruiše skener za kompjuterizovanu tomografiju celog tela, čija proizvodnja počinje 1974., a prvi CT-skeneri za celo telo polako se instaliraju u svim većim bolnicama u Svetu.

## Pojmovi iz tomografije
* **Tomografija** () je snimanje po delovima ili sekventno snimanje.
* **Tomograf**,**kompjuterizovani tomograf, skener;** uređaj koji se koristi za tomografiju.
* **Tomogram**; snimak koja se dobija tomografijom.
* **Tomografska rekonstrukcija**; matematička procedura na kojoj se naziva tomografska rekonstrukcija.
* **Politomografija**; tomografija više delova tela.
* **"EMI scan"**; je prvi naziv za (CT). koji je dobio u toku svog nastanka u istraživačke ogranak EMI, kompanije koja je danas najpoznatiji po svojoj muzici i poslovima snimanja.
* **Kompjuterizovana aksijalna tomografija**; je termin koji se koristio u periodu od 1977—1979.
* **Kompjuterizovana tomografija (CT).**; je najčešće upotrebljavan termin koji se koristi za opisivanje pozitron emisione tomografije i pojedinačnih emisija fotona kod kompjuterizovane tomografije, a u praksi se obično odnosi na tomografsku rekonstrukciju slika načinjenih rendgen zracima.

## Uobičajene doze zračenja
### Zračenje u toku CT
Princip rada kompjuterizovanog tomografa zasniva se na slabljenju ili atenuaciji rendgenskog zračenja njegovim prolaskom kroz snimani deo tela, do čega dolazi zbog apsorpcije i rasapadanja rendgenskog zračenja. Slabljenje rendgen zračenja se izražava koeficijentom apsorpcije, a on zavisi o atomskom broju i elektronskoj gustini tkiva, te energiji rendgen zračenja. Šta je veći atomski broj i gustina elektrona snimanog tkiva, to je veći koeficijent apsorpcije.

**Efektivna doza zračenja** je naučna jedinica za merenje doze zračenja, koja se obično naziva sivert - (; simbol: **Sv**). Milisivert (**mSv**) se često koristi da izmeri efektivnu dozu u dijagnostičkim medicinskim procedurama (npr. rendgen zračenje, nuklearna radijacija, tomografija). Efektivna doza računa relativnu osetljivost izloženosti radijaciji različitih tkiva. Što je mnogo važnije, ona omogućava kvantifikaciju rizika u odnosu na bolje poznate izvore izlaganja zračenju koji se javljaju kod prirodnih zračenja kojima je čovek izložen u svakodnevnom životu. Stopa efektivne doze prirodne radijacije varira značajno od mesta do mesta, ali je normalno oko 3,5 mSv godišnje.

Druge jedinica za merenje doza zračenja su * [[Rad]], [[REM]], [[Rendgen]], [[Sivert]], i [[Grej]] *.

**Ekvivalentna doza zračenja za tkiva**; različita tkiva i organi imaju različitu osetljivosti na izloženost radijaciji, i zato se stvarni učinak zračenja na različitim delovima tela kod rendgen procedura razlikuje. Termin ''ekvivalentna doza'' se koristi kada se prikazuje prosečni uticaj radijacije na celo telo. Ekvivalentna doza za tkiva se računa tako što se apsorbovana doza množi sa faktorom kvaliteta Q, koji zavisi od tipa radijacije, i sa drugim faktorom N, koji zavisi od svih ostalih bitnih faktora. N zavisi od toga koji deo tela je izložen radijaciji, od vremena i zapremine nad kojom se doza proširila, čak i od vrste bića.

**Ekvivalentna doza zračenja za celo telo**; 1 Sv izaziva promene u krvi, 2-5 Sv izaziva mučninu, gubitak kose, unutrašnje krvarenje i u dosta slučajeva izaziva smrt. Više od 6 Sv za manje od dva meseca dovodi do smrti u više od 80% slučajeva.

### Prirodna, izloženost radijaciji
Čovek je svakodnevno i neprekidno izložen radijaciji iz prirodnih izvora. Prosečna osoba u SAD dobija efektivnu doza od oko 3 mSv. godišnje od prirodnih radioaktivnih materijala i kosmičkog zračenja iz svemira. Prirodne doze zračenja se razlikuju širom zemljine kugle.

Jednostavno, možemo uporediti izloženost radijaciji iz jednog izlaganja rendgen zračenju, kao ekvivalentan iznos zračenja tokom izlaganja zračenju prirodnog okruženja u toku 10 dana.

### Doze zračenja u toku CT
Slede poređenja efektivnih doza prirodnog zračenja sa izlaganjem zračenju u toku nekoliko radioloških procedure opisanih u okviru ovog teksta;

## Oprema
CT-skener je rentgenološki aparat u obliku velike, kutije sa kružnim otvorom, ili kraćim tunelom, u centru. Pacijent leži na uskom ispitnom stolu koji se kreće kroz ovaj otvor ili tunel i za to vreme izlaže dejstvu rendgen zračenja. Oko pacijenta se rotira rentgen cev i elektronski rentgen detektor, koji se nalaze suprotno jedan od drugog, u prstenu koji se zove pokretni deo skenera. Radna stanica računara koja uz pomoć računarskog programa ugrađenog u njemu, obrađuje snimljene podataka, nalazi se u posebnoj sobi, i njen rad je pod kontrolom lekara i za to obučenih tehničara.

Tokom ST pregleda, vrlo često se pacijentu daje kontrastno sredstvo, u venu i to u toku samog skeniranja, i na taj način poboljšava se vizuelni prikaz nekog organa. Kontrastno sredstvima daje se u ruku intravenskim putem i to obično u lakatni venu klasičnim putem, ili kroz postavljenu intravensku liniju (putem infuzije), intravenozno u vidu „bolusa“. Pored intravenskog unosa kontrast se može uneti u telo neposredno pre snimanja i preko usta „peroralno ili klizmom u debelo crevo-rektum.

Zato je sastavni deo opreme svakog centra za CT pribor i oprema za primenu kontrastog sredstva, kao i pribor, oprema i lekovi za ukazivanje prve pomoći u slučaju pojave alergijskih reakcija i drugih vanrednih poremećaja u radu organizma pacijenta u toku CT.

### Usavršavanje opreme kroz vreme
.
Nakon pojave osnovnog (prvog) modela CT-uređaja u naredne četiri decenije ovaj uređaj je postepeno usavršavan sa ciljem da snimci budu što jasniji, odnosno da se poboljša kontrastna i prostorna rezolucija tkiva uz što manju dozu zračenja i što kraće trajanje procedure. Sa sve boljim dijagnostičkim mogućnostima ove metode, rasla je i sve veća potreba za njom, sa ciljem da se u određenom periodu pregleda što veći broj bolesnika. Kako se radi o metodi koja se sprovodi ozračenjem bolesnika rendgenskim zracima koje imaju svoja propratna negativna dejstva na organizam, cilj novijih i savršenijih aparata bio je da se dobiju što kvalitetniji snimci uz što kraće trajanje pretrage, i sa što je moguće manjom dozom zračenja koju bi bolesnik primio.

Usavršavanje CT-uređaja odvijao se kroz nekoliko faza ili generacija kompjuterizovanih tomografa;
* *Prva generacija* - imala je vrlo grubu sliku, i koristila se samo za pretrage mozga, a trajala je relativno dugo (oko 30 minuta), uz relativno veliku dozu zračenja
* *Druga generacija* - mogla se upotrebiti i za preglede organa trbušne duplje i grudnog koša, procedura je trajala oko 10 do 15 minuta
* *Treća generacija* - omogućila je sve preciznije snimke i sve kraće trajanje procedure.

Prve generacije skenera nazivane su konvencionalni tomografi, dok su sledeće dobile naziv *spiralni kompjuterizovani tomografi*. Princip spiralnih uređaja bio je da se tokom prolaska stola, sa pacijentom na njemu, kroz uređaj za skeniranje, obuhvati veća dužina tela i istovremeno, zahvaljujući boljoj mogućnosti izračunavanja dobijenih podataka u kraćem periodu, rekonstruišu ispitivani slojevi. Pojava spiralnih tomografa unela je značajno skraćenje vremena, tako da pregled organa trbušne šupljine spiralnim CT-aparatom, danas traje svega jedan do dva minuta, uz znatno bolju rezoluciju snimaka. Bolja rezolucija u stvari označava mogućnost da se čestice tkiva razdvoje u zasebne, sve manje i manje segmente, što je napredak kompjuterske tehnologije i omogućio.

### Pricip rada uređaja

U mnogim postupcima, postoji sličnost u načinu rada CT-skenera sa drugim rendgen pregledima. Rendgenski snimci nastaju dejstvom zračenja poput svetlosti ili radio talasa, koje mogu biti usmerene na telo. Različiti delovi tela apsorbuje rendgen zračenje u različitom stepenu pa se u tome i ogleda razlika u prikazu pojedinih struktura tela.

Konvencionalno rendgen snimanje se provodi tako da rendgen zračenje prolazi kroz telo, i formira sliku na fotografskom filmu ili posebnoj fotoosetljivoj ploči za snimanje. Kosti se na snimku ocrtavaju belo, meka tkiva u nijansama sive a vazduha u crnoj boji.

Kod CT skeniranja, rendgen zraci i elektronski rendgen detektori rotiraju se oko pacijenata, i vrše merenje količine zračenja koja se apsorbuje u telu. U isto vreme, ispitni sto se kreće kroz skener, tako da rendgen zraci slede spiralani put oko tela. Jedna rotacija traje oko 1 sekundu. Rendgenski izvor proizvodi uski, „mlaz“ u obliku snopa rendgen zračenja koje ozračuje deo tela pacijenta. Debljina „mlaza“ može biti od 1 milimetra do 10 milimetara. U tipičnom pregledi postoji nekoliko faza, a svaka faza se sastoji od 10 do 50 rotacija rendgen cevi oko pacijenta u koordinaciji sa stolom koji se kreće kroz kružni otvor.

Detektori na izlaznoj strani pacijenta, vrše zapis rendgen zračenja koje izlazi iz ozračenih delova tela pacijenta kao rendgen „snimak“ sa jednog mesta (ugla) iz izvora rendgen zračenja. Snimci sačinjeni iz mnogo različitih pozicija (uglova) prikupljaju se u toku jedne potpune rotacije. Sistem za prikupljanje podataka kod CT-a nalazi se u „gentriju“ koji predtavlja stativ CT-aparata. U njemu su rentgenska cev i detektori. Manje ili više oslabljeni ili apsorbovani snop rendgen zraka koji su prošli kroz transvezalni presek pacijenta izazivaju fluorescencu detektora. Pod uticajem ove svetlosti stvara se odgovarajući električni potencijal odnosno analogni strujni impuls. U analogno digitalnom konverteru ovi impulsi se iz analognog oblika pretvaraju u digitalne informacije odnosno nizove brojeva. Ove digitalne informacije se prenose u kompjuterski sistem, gde se vrši njihova obrada.

Najraniji senzori su bili svetlucavi detektori, sa fotoosetljivom cevi koja je bila obložena kristalima (obično) cezijum jodida. Cezijum jodid je zamenjen tokom osamdesetih jonskim komorama koje su ispunjene gasom ksenonom pod visokim pritiskom. Ovi sistemi su kasnije zameni savremenim materijalaima sa više poželjnih osobina kao što su fotoosetljive diode.

Procesor slike ima zadatak da u najkraćem mogućem vremenu procesuira odnosno rekonstruiše CT sliku. Poseban računarski program sakuplja veliki broj podataka za stvaranje dvodimenzionalne slike poprečnog preseka tela, koje se zatim prikazuju na monitoru. Ova tehnika se zove spiralna tomografija (*tomografija je slikanje po delovima ili sekventno slikanje*) ili **spiralna tomografska rekonstrukcija.**

Novije mašine imaju brže računarske sistemi i noviji softvere, koji ne samo da obrađuju pojedinačne odeljke već stalno menjaju preseke oko postolja, sa ciljem da se osvetljavanje, obavi kroz lagano klizanje kroz rendgenski krug. Ove mašine se zovu spiralne ili **spiralni kompjuterizovani tomografi**. Njihovi računarski sistemi integrišu podatke kretanja pojedinačnih delova i stvaraju trodimenzionalnu informaciju objekta **(3D-CT**), koji se može videti iz više različitih perspektiva na monitoru radne stanice. Ovaj tip obrade primljenih podataka zahteva ogromnu procesorsku snagu, kao što su podaci koji dolaze u kontinuiranom toku i moraju da se obrađuju u realnom vremenu. Moderni CT skeneri su tako brzi da mogu da skeniraju velike delove tela u samo nekoliko sekundi. Takva brzina je korisna za sve pacijente, a naročito za decu, starije i teške bolesnike jer se izlažu manjim dozama rendgen zračenja.

CT snimanje se može opisati i kao sečenje hleb na tanke kriške. Kada se telo snima, ono se „seče na veliki broj kriški“ a svaka „kriška“ se obrađuje od strane računarskog programa, što omogućava detaljni višedimenzionalni prikaz unutrašnjosti tela.

Slika dobijena tomografijom (CT) je matematička, sa ogromnim brojem informacija jer su detektori u stanju da registruju i neznatne razlike u intenzitetu rendgen zračenja i po tome se ova metoda razlikuje od klasične radiografska slike sa oskudnim brojem informacija jer je rendgen film nedovoljno osetljiv da registruje neznatne razlike u intenzitetu rendgen zračenja.

Savremeniji detektori, nove tehnologije, omogućavaju da se CT skenerom dobije što više „kriški“ u jednoj rotaciji. Ovi skeneri, pod nazivom "CT multislajs“ ili „multidetektor CT," omogućavaju tanje „kriške“ u kraćem vremenskom periodu, što rezultira sa više detalja i pruža dodatne mogućnosti u toku izrade prikaza. Kod CT-a kao i kod ostalih digitalnih tehnika dobijena slika više nije posledica direktnog dejstva rendgen zračenja na rendgenski film, kao kod klasičnih radioloških dijagnostičkih metoda. Kod digitalnih metoda ona je proizvod višestrukog detektovanja, merenja i izračunavanja digitalnih informacija.

Kada se u toku skeniranja kontrast ubrizga u krvotok pacijenta takav postupak se naziva kompjuterizovana tomografska angiografija CTA, i tom tehnikom se krvni sudovi prikazuju u svetlo beloj boji koja je jasno izdvojena od ostalih struktura i tkiva tela.

## Prednosti CT
* CT skeniranja je neinvazivna i precizna metoda.
* Glavna prednost CT je njegova sposobnost da slika kosti, meka tkiva i krvne sudova, u isto vreme.
* CT skeniranje pruža veoma detaljne snimke mnogih vrsta tkiva, pluća, kostiju, krvnih sudova.
* CT pregledi su brzi i jednostavan, i u hitnim slučajevima, oni mogu otkriti unutrašnje povrede i krvarenja, dovoljno brzo da bi sačuvali živote bolesnika.
* CT je novčano isplativo snimanje za široki spektar kliničkih problema.
* CT se može se izvršiti i kod bolesnika sa usađenim medicinskim uređajem bilo koje vrste, za razliku od magnetne rezonance.
* CT snimanje omogućava snimanje u realnom vremenu, što omogućava primenu minimalno invazivnih procedura, kao što su biopsije iglom i iglom za aspiraciju mnogih delova tela, posebno pluća, abdomena, karlice i kostiju.
* Kompjuterizovana tomografija CT je uglavnom bezbolna, brza i jednostavna metoda a primenom savremenih spiralnih CT-skenera, dužina vremena u toku koga pacijent mora da leži nepokretan se značajno smanjuje.
* Kod pedijatrijskih pacijenata, roditelju može biti dozvoljeno prisustvo u sobi za, snimanje deteta uz nošenje zaštitne kecelje koja sprečava izlaganja roditelja zračenju.
* Primena kompjuterizovane tomografije CT može da eliminiše potrebu za operacijom, a ukoliko je operacija neophodna, ona može biti preciznija zbog kvalitetne dijagnostike.
* Kompjuterizovana tomografije CT angiografija je u stanju da otkrije suženja krvnih sudova u idealnom vremenu za primenu korektivne terapije suženja. Ovaj postupak je koristan način skrininga mnogih arterijskih bolesti jer je bezbedniji i zahteva mnogo manje vremena i sredstva nego kateter angiografija, lakše se podnosi jer se ubrizgavanje kontrasta vrši u venu ruke a ne u veliku arteriju u preponama.
* Rendgenski zraci koji se koriste u kompjuterizovaneoj tomografiji ST, obično nemaju neželjene učinke i ne ostaju u telu bolesnika nakon snimanja.
* Nakon kompjuterizovane tomografije CT, pacijenti se mogu odmah vratiti na svoje normalne aktivnosti, dok se neka klasična radiološka snimanja moraju raditi u bolničkim uslovima.

## Rizici
* *Ozračenje,* uvek postoji mogućnost pojave raka kod preterane izloženosti radijaciji u toku ove metode (kod dugih i učestalih snimanja). Međutim, koristi od tačne dijagnoze imaju prevagu nad rizikom.
* *Pojava alergija*, na kontrastno sredstvo. Ona se može sprečiti upotrebom antialeregijskih lekova 24 sata pre kompjuterizovane tomografije CT, ili primenom različitih ispitivanja koja ne zahtevaju primenu kontrastne materije. Rizik od ozbiljnijih alergijskih reakcija na kontrast koji sadrži jod je veoma retka, a odeljenja radiologije su dobro opremljena za brzu sanaciju alergijskih reakcija.
* *Izlivanje kontrasta*, ako se veća količina kontrastne materije curenjem iz posude izlije i proširi po koži ili se ubrizga ispod kože, (nakon oštećenja vena pri ubruzgavanju) može doći do oštećenja kože krvnih sudova i nerava, iako je malo verovatno, da do toga dođe. Ako bolesnik osećate bol u toku ubrizgavanja kontrasta (na mestu ubrizgavanja) on mora odmah da obavesti lekara.
* *Trudnoća*, Žene u drugom stanju izlažu se ovoj metodi samo ako su vitalno ugrožene.

## Ograničenja
* Kod osoba koja koje ne mogu stati u otvor konvencionalnog CT skenera zbog velike telesne mase (gojazni) ili im imaju težinu preko granice koju može da podnese pokretnim sto skenera.
* Kompjuterizovane tomografije CT sa primenom kontrasta se izbegava kod pacijenata sa teškim oštećenjem bubrega ili teškim dijabetesom, jer rendgen kontrastna materija može narušiti funkcije bubrega.
* Kod poremećaja u radu srca, ili ako postoje začepljenja u više krvnih sudova, postoje poteškoće i pravilnom tumačenju rezultata kompjuterizovane tomografije CT ili tomograma.
* Pouzdanost kompjuterizovane tomografije CT (tomograma) je umanjena kod selektivne kateterizacije (izvedena nakon uboda u arterije u predelu prepona), kod snimanja oštećenja manjih arterija, posebno kada se radi o koronarnim arterijama u srcu koje se brzo pomeraju.

## Primena-indikacije
Kompjuterizirana tomografija (CT) se koristi za pregled mnogih delova tela i to uključujući:
* **Pluća i toraksa (grudni koš**): u ovoj regiji CT može da otkrije infekcije, tumore, proširenja krvnih suda (aneurizme) metastaze tumora, promene na srcu.
* **Abdomen (trbušna šupljina):** u ovoj regiji CT može otkriti patološke kolekcije tečnosti, tumore, infekicje, promene na trbušnoj aorti i drugim krvnim sudovima trbuha kao i neke bolesti urinarnog trakta (bubrega, prostate, mokraćne bešike).
* **Jetra:** CT na jetri može otkriti uzrok žutice (žutilo kože i beonjača očiju).
* **Pankreas (gušterača):** CT je izuzetno pouzdan u detekciji tumora i upale pankreasa (pankreatitis akutni i hronični).
* **Žučna kesa i žučni vodovi:** CT se koristi u otkrivanju lokalizacije i uzroka stvaranja bloka u protoku žuči.
* **Nadbubrežne žlezde:** CT je u mogućnosti da otkrije tumore nadbubrežne žlezde.
* **Slezina:** CT se najčešće koristi kod evaluacija povreda slezine.
* **Kičma i kičmeni kanal:** uz pomoć CT mogu se otkriti tumori, povrede, deformitete i druge promene na kičmi. Ova metoda može detektiratri i diskus hernije, kao i degenerativne promene kičme.
* **Glava i vrat:** uz pomoć CT mogu se otkriti tumori, povrede, deformitete i druge promene u moždanim strukturama, krvnaim sudovima ove regije, na organima vida i sluha itd.

## Galerija

Datoteka:M.Buerger 1.JPG|3D CT trbušne aorte
Datoteka:VrCropFrame.jpg|3D CT grudnog koša


## Veze
* Kompjuterizovana tomografska angiografija
* Angiografija

## Reference

## Vanjske veze