בדיקות ואמצעי הדמיה

הסתכלות, מישוש, בדיקת שד עצמית –

בדיקות הדמיה:

אולטרה סאונד

אוּלְטְרָה סָאוּנְד (בעברית: על-שמע, באנגלית: Ultra sound או US) הוא קול בתדירות גבוהה מזו שאדם יכול לשמוע (תחום השמע של האדם הוא מ-20 הרץ עד 20 קילוהרץ כאשר תחום התדרים העליון נפגע במהלך השנים – ילדים שומעים תדרים שמבוגרים כבר אינם שומעים). כמה בעלי-חיים, כגון כלבים, דולפינים ועטלפים, יכולים לשמוע תדירויות גבוהות יותר מהאדם, ולפיכך ביכולתם לשמוע אולטרה סאונד (בתדירויות מסוימות).

שימושים

ברפואה
בדיקת אולטרה סאונד משמשת לדימות של שרירים ורקמות רכות, והיא שימושית ברפואה לסריקת איברים. סורקי אולטרה סאונד טיפוסיים פועלים בתדירויות של 2 עד 10 מגהרץ. תדרים נמוכים מאד, בתדירויות של 0.25 עד 3 מגהרץ מתאימים לטיפולים להפחתת דלקות, ריכוך רקמות גוף רכות, והפחתת כאב בשרירים (בפיזיותרפיה למשל). גלי אולטרה סאונד חזקים משמשים גם לטיפולים כגון ריסוק אבנים בכליות וטיפול בגידולים. אולטרה סאונד מונחה MRI היא שיטה בה ניתן לטפל במיומות ברחם ובהפרעות תנועה כגון רעד ראשוני ומחלת פרקינסון.
בתעשייה
אולטרה סאונד משמש גם למכשירי ניקוי, הפועלים בדרך-כלל בתדירויות של 20 עד 40 קילוהרץ. מכשירים אלה שימושיים לניקוי תכשיטים, עדשות ורכיבים אופטיים אחרים, שעוני יד, מכשירים לרפואת שיניים, מכשירי ניתוח, ורכיבים תעשייתיים.

בדיקת אולטרסאונד דופלר

בדיקת אולטרה סאונד דופלר של עורק הקרו ההמתנה

בדיקת אולטרסאונד דופלר או אולטרה-סונוגרפיית דופלר (דופלר אולטראסונוגרפיה) היא טכניקת הדמיה רפואית העושה שימוש בגלי אולטרה סאונד ובעקרונות אפקט דופלר כדי ליצור הדמיה של תנועת רקמות ונוזלי גוף (בדרך כלל דם) , ומהירותם ביחס למתמר. על ידי חישוב שינוי התדירות הגלים המוחזרים עבור נפח מסוים של נוזל, למשל זרימה בעורק או דרך מסתם בלב, לא יכול לקבוע ולהמחיש את מהירותו וכיוונו של הזרם. דופלר צבע (דופלר צבע או זרימת צבע דופלר) היא צורת הצגה ויזואלית של מהירות הזרימה לפי סולם צבעים. תמונות דופלר צבע משולבות בדרך כלל עם תמונות בגווני אפור (מצב B) להצגת תמונות אולטרה-סאונד דופלקס; תמונה דו-ממדית המראה את המבנה האנטומי באפור ואת הזרימה בסקאלה צבעונית, ומאפשרת את הדמיה בו זמנית של האנטומיה של האזור והזרימה. גרסה מתקדמת יותר של מכשיר זה מוסיפה מימד שלישי של כיוון הזרימה ביחס לכיווני זרימה אחרת ומכונה אולטרה-סאונד טריפלקס (אולטרסאונד טריפלקס) .

בדיקות אלו שימושיות שונות להשתמש בהן איתור פתולוגיות קרדיווסקולריות לרבות פתולוגיות הצלחות לזרימת הדם במסתמי הלב ובעיות הנובעות מיתר לחץ דם פורטלי בכבד.

אופן פעולת המכשיר

המכשיר מתבסס על אפקט דופלר. אֵפֵקְט דוֹפְּלֶר הוא תופעת שינוי התדירות הנצפית של גל, כתוצאה מתנועה יחסית בין מקור הגל לצופה, או תנועה של התווך בו עובר הגל. אולטרסאונד דופלר מכיל מתמר השולח גלים בתדירות מסוימת לעבר הרקמה הנבדקת. המכשיר קולט את השינוי בתדירות הגל המוחזר לעומת הגל המשודר ויודע לתרגם שינוי זה למהירות וכיוון הזרימה. הגלים המוחזרים נקלטים על ידי המתמר, ההפרש בין התדירויות של הגל המשודר והמוחזר מנותחת באמצעות התמרת פורייה מהירה (FFT – Fast Fourier Transform). הצגת ניתוח זה מכונה אנליזה ספקטרלית (Spectral analysis) ומוצגים כגרף כאשר ציר הX מייצג זמן וציר הY מייצג שינוי התדירות. כאשר הפרש התדירות חיובי תנועת הנוזל היא לכיוון המתמר, וכשהפרש התדירויות שלילי תנועת הנוזל היא נגד כיוון המתמר. כמו כן, האותות מוצגים בצורה גרפית נוספת ע"פ סקאלת צבעים אופיינית המכוילת במכשיר המייצגת את מהירות הזרימה וכיוונה. בנוסף, הגלים המוחזרים למתמר גם נמצאים בסקאלת הקול הנשמע וניתן להשמיעם באמצעות רמקול סטריאו, נשמעים כצליל פעימה סינתטי ייחודי. האלמנטים המשפיעים על איכות המדידה הם:

תדירות הגלים המשודרת – תדירות גבוהה מקנה רגישות לבדיקה ותדירות נמוכה חדירות.
זווית המתמר ביחס לזרימה – הדיוק הגבוה ביותר יתקבל כאשר כיוון המתמר מקביל לכיוון זרימת הנוזל.
מהירות זרימת הנוזל – ככל שהנוזל זורם במהירות גבוהה יותר גדל הפרש התדירות בין הגל המשודר לחוזר (Doppler shift) וכך מתקבלות תוצאות ברורות יותר.
קיימים שני סוגים של אולטרסאונד דופלר:
(pulsed wave Doppler (PW Doppler – בסוג מתמר זה גל יפלט רק לאחר שהגל הקודם לו נקלט על ידי המכשיר. טכניקה זו מאפשרת, בהתבסס על פרק הזמן בין פליטת הגל לקליטתו (PRF – Pulse Repetition Frequency) ומהירות הגל(V), לקבוע את מרחק כלי הדם מן המשדר ובעצם למקמו במרחב הנסרק (לפי PRF*V=d). מנגד, חיסרון של שיטה זו הוא שהיא אינה יעילה עבור מהירויות זרימה גבוהות.
(continuous wave (CW Doppler- בסוג מתמר זה הגלים נורים ונקלטים ברצף ללא תלות ביניהם. שיטה זו אינה מוגבלת בPRF ותתאים לרב לשימוש בכלי דם בעלי מהירויות זרימה גבוהות אך אינה מאפשרת להעריך את מיקום כלי הדם (לרב לא יהווה בעיה היות שבאזור מסוים לא יתקיימו מספר כלי דם בהם מהירויות זרימה בסדרי הגודל הללו).
שימושים לבדיקת דופלר
איור של אלוטרסונוגרפיית דופלר של כלי הדם של המוח
דופלר טרנס-קרניאלי (TCD)
מודד את מהירות זרימת הדם בכלי הדם התוך גולגולתיים. בדיקה זו שימושית לאבחון חסימת כלי דם (כגון בשבץ איסכמי), הצרות כלי דם (סטנוזיס), ואזוספאזם כתוצאה ממפרצת סאב ארכנואידלית ובעיות כלי דם נוספות. בדיקות אלו הן יעילות ולא יקרות, והמכשור הופך נייד יותר ולכן נגיש גם לאנשים המרותקים לביתם או למרפאות מרוחקות. בדיקות אלו לרב ילוו בבדיקות נוספות דוגמת MRI, US בדיקת דופלר של הקרוטיד ו-CT.

דופלר וסקולרי

מסייע לאתר פתולוגיות במערכת כלי הדם. הבדיקה מאפשרת לאתר הצירויות וחסימות בכלי דם. נפוצה בדיקת דופלר לעורק הקרוטיד לבדיקת אספקת הדם לראש. בדרך כלל יבוצע אולטרסאונד דופלר לפני הליכים כירורגיים כדי לקבל מידע נוסף טרם ההליך. דרך נוספת לשימוש בדופלר וסקולרי היא מעקב לאורך כלי דם והאזנה לגלי הקול, אם לא נשמע קול נדע כי קיימת חסימה.

בדיקת דופלר לעורק הקרוטיד הנמצאת בשימוש רחב; הבדיקה מאפשרת לאמוד את נפח ומהירות זרימת הדם למוח, ולהסיק מכך על התכנות או הסבר לבעיות רפואיות לרבות נוירולוגיות, בעיות ראיה, בעיות שיווי משקל והצרות העורק.

דולפלר כלייתי

בדיקת דופלר נמצאת בשימוש נרחב היות שהיא מצליחה לקלוט כלי דם כליתיים בקלות ומשמשת להערכת פרפוזיה. ניתן להשתמש בבדיקה לזיהוי זרימת דם בעורק הכליתי ובעורקים הבין אונתיים בכליה. הבדיקה מאפשרת לאתר פקטורים שעלולים להעיד על סיכון לפתולוגיות.

אקוקרדיוגרפיה

מוניטור עוברי

משמש לבדיקת זרימת הדם אל, בתוך ומחוץ ללב. בעת ביצוע הבדיקה יש לוודא כי המתמר נמצא בקו מקביל ככל הניתן לכיוון זרימת הדם. בדיקה זו מאפשרת להעריך את מבנה ותפקוד המסתמים, לגלות זרימת דם אבנורמלית בין צידי הלב ולחשב את תפוקת הלב.

מוניטור דופלר עוברי
משמש להצגת דופק עוברי. השימוש במוניטר זה הוא בעיקר דרך האזנה ולא בצורה גרפית, לכן הוא גם מכונה Doppler auscultation.
דופלר כבד
בדיקה זו תשמש פעמים רבות לאבחון portal hypertension. פתולוגיה זו תתיצג על ידי זרימת דם בכיוון הנגדי בורידים הפורטליים. בנוסף הבדיקה תשמש להערכת הנזק לאיבר במצב של שחמת.
דופלר רקמות רכות
מתבצע שימוש בהדמיית ריאות בסיוע דופלר ריאות כדי להבדיל בין גושי רקמה רכה ממאירים לשפירים.

אנגיוגרפיה- angiography

(מיוונית: "angio" – כלי דם, "graph" – רישום) היא שיטה רפואית להדמיית כלי דם. בדיקה זעירה פולשנית מאפשרת לרדיולוג לאבחן ולעיתים אף לטפל במצבים רפואיים שונים ומורכבים. באנגיוגרפיה משתמשים לעיתים בהזרקת חומר ניגוד על מנת לקבל תמונות של כלי הדם באזורי הגוף הנבדקים. אנגיוגרפיה מבוצעת תוך שימוש באחת משלוש הטכנולוגיות הבאות: צילומי רנטגן (x-ray) עם צנתר, טומוגרפיה ממוחשבת (CT)או הדמית תהודה מגנטית (MRI).

היסטוריה

בארצות הברית התחילו כירורגים כלי דם לבצע אנגיוגרפיות בסוף שנות החמישים של המאה ה-20. מייקל דבייקי שהיה בהכשרתו כירורג כללי, כירורג כלי דם וכירורג לב היה מהראשונים בעולם שביצע אנגיוגרפיות. בארץ, בבית החולים איכילוב תלמידו הכירורג הד"ר מנדל סטבורובסקי מאמצע שנות הששים ועד תחילת שנות השבעים עסק גם באנגיוגרפיות (צנתור כלי דם), בדיקור ישיר לאבי העורקים (תחת שיקוף בעזרת מחט מתכתית לומברית), ובאנגיוגרפיה לטחול בשאלה של יתר לחץ דם פורטלי (שערי) בוריד שער הכבד (בשנות השבעים תחום האנגיוגרפיות עבר לרנטגנולוגים שהתמחו בתת-התמחות חדשה הקרויה: אנגיוגרפיה).

בין השנים 1956–1957, ב-בית החולים רמב"ם, עסק הכירורג הד"ר אלפרד שרמק בפיתוח אנגיוגרפיה. שרמק פיתח מערכת מאולתרת לבצוע אאורטוגרפיה טרנס לומברית עם מחט ענקית.

ב-1990 ד"ר צ'ארלס דוטר המציא את האנגיופלסטיקה. צ'ארלס, מתמחה ברדיולוגיה חודרנית, הוא הראשון שהציג שימוש בקטטר בלון (להרחבת כלי דם). התפתחות נוספת נעשתה בעקבות מאמץ משותף בין מנתחי לב לרדיולוגים. .

טופוגרפיה

מבצעים אנגיוגרפיה עם צנתר לבדיקה של כלי דם באזורי גוף חיוניים הכוללים: מוח, וצוואר כליות, אגן הירכיים, רגליים, ריאות, לב, בטן, עין.
הקרדיולוגים, (יחידת צינתורים) מבצעים אנגיוגרפיה כלילית לעורקי הלב, צנתור לב, (צנתורים אבחנתיים, וצנתורים טיפוליים).
הצינתור משמש או לאבחון וטיפול בכלי הדם (עורקים וורידים) עצמם, או שמשתמשים בכלי הדם כמובילים שמגיעים דרכם לאיברי מטרה שונים לצורך טיפול באברי מטרה אלו.
בבדיקת האנגיוגרפיה המטופל יהיה תחת הרדמה מקומית.

מטרות האנגיוגרפיה

אבחון אנומליה, מחלה או מפרצת אבי העורקים באזורי החזה והבטן או בכלי דם גדולים אחרים.
איתור של טרשת עורקים בעורק הראשי הצווארי, שעלול להגביל זרימת דם למוח ולגרום לשבץ, זיהוי מפרצת קטנה או פגמים בעורקים או ורידים בתוך המוח, או הדגמה של חומרת טרשת עורקים כלילית ותכנון ניתוח מעקפים.
איתור טרשת עורקים שגרמה הצרות עורקים בגפיים התחתונות.
זיהוי מחלות בעורקי הכליה או הדמיה של זרימת הדם כדי להתכונן להשתלת כליה.
טיפול בכלי דם פתולוגים על ידי השתלת סטנטים.
חולים אונקולוגים – הערכה של עורקים המזינים גידול סרטני קודם לניתוח או טיפול הקרנות פנימי סלקטיבי או מתן כימותרפיה.
בדיקה של עורקים ריאתיים לזיהוי תסחיפים ריאתיים של כרישי דם מוורידי הרגליים.

הכנסת צנתרים למתן אנטיביוטיקה והזנה תוך ורידית.

בניתוחים מיקרוכירורגיים, לדוגמה בקרניוטומיות, (פתיחת גולגולת) מאפשרת האנגיוגרפיה פעולה מדויקת ומפחיתה את הסיכון לפגיעה בכלי דם בריאים.

סיבוכי האנגיוגרפיה
דימום
זיהום
קיים סיכון נמוך ליצירת קריש דם סביב קצה הצנטר שעלול לחסום את העורק ולגרום לשבץ מוחי, או להתקף לב. מצב זה יחייב ניתוח מיידי לפתיחת העורק החסום.

אריתמיה – הפרעות קצב הלב.

הערה: נשים החושדות שהן בהריון, חייבות לדוו

אולטראסאונד אנדוסקופי

סרטון

אולטרסאונד אנדוסקופי או אקו-אנדוסקופיה, (באנגלית: Endoscopic Ultrasound, בראשי תיבות: EUS) הוא הליך רפואי בו משולבת טכניקת אנדוסקופיה (החדרת צינור לתוך איבר חלול) יחד עם טכנולוגיית אולטרסאונד לשם קבלת הדמיה של איברים פנימיים הנמצאים בחזה, בטן ובמעי הגס. המכשיר המשמש לביצוע הבדיקה נקרא אקואנדוסקופ והוא מורכב מאנדוסקופ ובקצהו מתמר אולטראסאונד, הממיר אותות חשמליים לגלי קול ואת גלי הקול שמוחזרים לאותות חשמליים. אולטרסאונד אנדוסקופי יכול לשמש בנוסף להדמיה של דפנות איברים אלו גם על מנת להתבונן על האזורים הסמוכים לאיברים אלו. כאשר משלבים אותו עם הדמיית דופלר, ניתן גם להעריך המצאות של כלי הדם בסביבת אזור הבדיקה.

השימוש באולטרסאונד אנדוסקופי נפוץ יותר בחלקה העליון של מערכת העיכול ובמערכת הנשימה. התהליך מתבצע על ידי גסטרואנטרולוגים או פולמונולוגים בעלי הכשרה ארוכה ונרחבת בטכניקה זו. עבור המטופל, התהליך כמעט זהה בתחושה להליך אנדוסקופי ללא אולטרסאונד, זאת אם לא מבצעים תוך כדי ההליך ביופסיה מונחית אולטרסאונד של אזורים או איברים עמוקים יותר.

במקביל להתפתחות החדשנות ברפואה, אולטראסאונד אנדוסקופי הפך מאמצעי המשמש להדמיה בלבד, להליך רפואי המהווה אלטרנטיבה להליכים רדיולוגיים וניתוחיים פולשניים. כיום נעשה שימוש בטכניקת EUS בבדיקות פולשניות רבות כגון: ניקוז נוזלי לבלב בהנחיית EUS, הטרייה מונחית EUS, כולנגיופנקראטוגרפיה וניקוז מרה מונחי EUS, ניקוז כיסר מרה מונחה EUS, החדרת תרופות אנטי-סרטניות בהנחיית EUS לטיפול בגידולים ועוד. עם זאת, טכניקות טיפול מונחות EUS הן עודן מורכבות טכנית והביצוע שלהן מותנה במומחיות גבוהה גם באבחון באמצעות אולטראסאונד אנדוסקופי וגם בביצוע הליכים פולשניים מורכבים.

מערכת העיכול

דרכי העיכול העליונות

על מנת לבצע אולטרסאונד אנדוסקופי של דרכי העיכול העליונות, מחדירים דרך חלל הפה אקואנדוסקופ, צינור ובקצהו מתמר אולטראסאונד, העובר דרך הושט, לקיבה ולתריסריון בהליך המכונה גסטרוסקופייה. הליך זה מאפשר לבצע בדיקה לזיהוי סרטן הלבלב, סרטן הוושט וסרטן הקיבה, זאת בנוסף לזיהוי של גידולים שפירים של דרכי העיכול העליונות. ההליך מאפשר גם אפיון וביופסיה של נגעים מוקדיים בדרכי העיכול העליונות, כדוגמת שחפת בוושט. הביופסיה מבוצעת על ידי החדרת מחט דרך הקיבה לתוך האזור הרצוי. שימוש פחות נפוץ של ההליך הוא לשם זיהוי של מומים וגידולים בצינור המרה והלבלב.
כאשר מבצעים אולטרסאונד אנדוסקופי המטופל נמצא תחת הרדמה קלה (סדציה). האנדוסקופ אשר מתמר האולטרסאונד בקצהו, מועבר דרך הפה לושט עד לאזור הבדיקה הרצוי. באמצעות הצבת מנחים שונים של האנדוסקופ בין הושט לתריסריון, ניתן לבצע הדמיה של איברים הנמצאים בתוך ומחוץ לדרכי העיכול על מנת לבחון אבנורמליות. אם יש צורך, ניתן לבצע במהלך הליך זה ביופסיה באמצעות תהליך הנקרא ביופסיית שאיבת מחט דקה (באנגלית: Fine-needle Aspiration). באיברים כמו הכבד, הלבלב ובלוטת יותרת הכליה ניתן לבצע ביופסיה באופן פשוט יחסית, זאת בדומה לבלוטות לימפה שאינן תקינות. בנוסף, ניתן לבצע הדמיה לדפנות מערכת העיכול על מנת לבחון אבנורמליות בעובי הדופן, ממצא המעיד על חשש לדלקות או ממאירות.
טכניקת EUS מאפשרת רגישות גבוהה לזיהוי סרטן הלבלב (רגישות בשיעור של 90%-95% זיהוי), במיוחד בחולים אשר מציגים חשש לגידולים או לצהבת. הבדיקה מאפשרת לזהות גרורות מקומיות של סרטן הלבלב ובשילוב עם סריקת CT המאפשרת קבלת מידע נוסף על נדידה של גרורות לאזורים נוספים, ניתן לקבל שיטת הדמיה מצוינת לאבחון שלבי התקדמות (דירוג סרטני) של קרצינומת הלבלב (סרטן הלבלב).
ניתן להשתמש באולטראסאונד אנדוסקופי בשילוב עם בדיקת כולנגיופנקראטוגרפיה (ERCP) – בדיקה אנדוסקופית בשילוב צילום רנטגן וחומר ניגוד, המאפשרת הדמיה של מערכת הצינורות של הלבלב והמרה. במקרה זה, האנדוסקופ משמש כדי לזהות אבני מרה אשר נדדו לצינור המרה המשותף. אבני מרה אשר נודדות לצינור זה עלולות ליצור חסימה של דרכי הניקוז המשותפות ללבלב ולכבד ובכך לגרום לכאבי גב תחתון, צהבת או דלקת בלבלב.

דרכי העיכול התחתונות

בדיקת אקואנדוסקופיה יכולה גם לשמש לשם הדמיה של פי הטבעת והמעיים, אם כי שימוש זה נפוץ פחות. השימוש העיקרי בבדיקה זו הוא לאבחון וזיהוי מוקדם של סרטן פי-הטבעת והחלחולת. ניתן לשלב בהליך זה גם ביופסיית שאיבת מחט דקה מונחית אולטראסאונד על מנת לקבל דגימה של בלוטות הלימפה במידת הצורך. כמו כן, ניתן באמצעות הבדיקה לבצע הערכה של בריאות ותפקוד של הסוגרים האנאליים.

דרכי הנשימה

על מנת לקבוע דירוג סרטני באמצעות אולטראסאונד אנדוסקופי, מציבים את האנדוסקופ אשר בקצהו מתמר האולטרסאונד בוושט ובאמצעותו ניתן לקבל הדמיה של בלוטות הלימפה בחזה ובדרכי הנשימה הסמוכות (הסמפונות). כמו כן, ניתן גם לבצע בדיקה עם אקואנדוסקופ בתוך הסמפונות עצמן, טכניקה הקרויה אולטרסאונד אנדוברונכיאלי.

היבטים טכניים

איכות התמונה המתקבלת מהבדיקה, קשורה באופן ישיר לתדירות האולטראסאונד אשר נעשה בו שימוש. לפיכך, ככל שהתדירות גבוהה יותר, כך מתקבלת תמונה ברורה יותר ומורעשת פחות. עם זאת, אולטראסאונד בתדירות גבוהה הוא בעל כושר חדירה נמוך יותר מאולטראסאונד בתדירות נמוכה, דבר המקשה על בחינה של איברים בסביבת האנדוסקופ.

ניתן לבצע אולטראסאונד אנדוסקופי באמצעות אקואנדוסקופ רדיאלי או ליניארי. אקואנדוסקופ רדיאלי מספק הדמיה מקיפה של 360° באופן הדומה לטומוגרפיה ממוחשבת (CT). אקואנדוסקופ ליניארי מספק הדמיה של סקטור אורכי צר יותר אשר המאפשר ניטור בזמן אמת של ניקור באמצעות מחט- הליך רפואי אבחנתי המתבצע לשם גילוי זיהומים, דלקות וגידולים, אשר נעשה באמצעות אולטרסאונד אנדוסקופי. אקואנדוסקופ רדיאלי משמש בדרך כלל לאבחון ודירוג T (דירוג סרטני) של דופן הבטן מכיוון שהוא מספק תמונה מקיפה יותר, בעוד שאקואנדוסקופ ליניארי יכול לספק כושר אבחנה דומה במקרה של הדמיית צינור המרה והלבלב. בנוסף, לעיתים נעשה שימוש באנדוסקופ מיניאטורי אשר משמש להערכה והדמיה של שכבה רירית או של תעלות צרות במקרה שבו משלבים את הבדיקה עם כולנגיופנקראטוגרפיה.

דימות תהודה מגנטית

(באנגלית: Magnetic Resonance Imaging, בראשי תיבות: MRI) הוא סוג של סריקה לא-פולשנית המשמשת להמחשת איברים פנימיים בגוף ללא חשיפה לקרינה מיננת, למטרות אבחון רפואי, חקר המוח, פסיכיאטריה, מחקר ביולוגי ועוד. החשיפה לקרינה מיננת אינה מסוכנת לאדם, כל עוד משך החשיפה והכמות שלה אינן רבות יתר על המידה. בשיטה זו משתמשים בשילוב של קרינת רדיו ושדה מגנטי חזק (גבוה מ-1 טסלה) כדי להשפיע על הספין של הפרוטונים בגרעין אטומי המימן שנמצאים במולקולות המים שבגוף. שינוי תכונות הספין תלוי ברקמה בה הוא נמצא (למשל החומר הלבן או החומר האפור שבמוח) וכך, בעזרת שליחת פולס של גלי רדיו נוצרת תנועת נקיפה (פרסציה) של ספין הפרוטון. הדבר גורם לפרוטון ליצור תהודה (רזוננס) הניתנת למדידה בעזרת סלילי הקלט של המכונה, ניתן לקבל הפרדה ברורה בין הרקמות השונות.
הבדיקה יעילה בעיקר לדימות מערכת העצבים המרכזית – המוח וחוט השדרה, וכן המפרקים, דוגמת הברך והכתף. בתמונת MRI רואים רק רקמות רכות: לא רואים עצמות אלא רק את מח העצם. דוגמאות לשימושים שכיחים: איתור גידולים במוח, אבחון של טרשת נפוצה, הערכת מצב מניסקוסים בברכיים ודימות פריצת דיסק בעמוד השדרה. יתרון נוסף של ה-MRI הוא היכולת לראות ממצא (כגון גידול) מזוויות מבט שונות – חיצי (חלוקה לשמאל ימין), חזיתי (קדמי-אחורי), אופקי (עליון-תחתון) או בשחזור תלת-ממדי.
בתחילה נקראה השיטה דימות תהודה מגנטית גרעינית (NMRI). קהילת הרופאים חששה שהציבור הרחב יקשר שלא בצדק בין המילה "גרעינית" לבין פצצה גרעינית, רדיואקטיביות וכדומה, ולכן הוחלט להשמיט את המילה מהשם ומראשי התיבות. ממציאי המכשיר הם פול לוטרבור ופיטר מנספילד. בשנת 2003 הוענק להם פרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה על המצאת ה-MRI, עקב חשיבותו ככלי אבחוני

שימושים

בשנים האחרונות פותחו יישומים נוספים ל-MRI בנוסף לצילומי אנטומיה, לדוגמה:
דימות הלב בפעולה ומדידת תפקוד הלב

אנגיוגרפיה – דימות כלי דם
דימות תהודה מגנטית תפקודי (Functional MRI‏, או בקיצור "fMRI") – שימוש ייעודי במכשיר ה-MRI על מנת למדוד פעילות מוחית. חוקרים פיתחו שיטת עיבוד של סריקות ה-MRI המאפשרת לאתר שינויים מקומיים בזרימת הדם במוח, שמעידים על עוצמת הפעילות העצבית. שיטה זו מתבססת על השינוי שחל בתכונות המגנטיות של החלבון המוגלובין, בהתאם למספר מולקולות החמצן שהוא נושא. חוקרי המוח מנצלים תופעה זו כדי ללמוד אילו אזורים במוח פעילים כאשר מבצעים מטלות שונות. כך לדוגמה, ניתן לצלם את המוח בזמן מנוחה, ולאחר מכן לצלם את אותו אזור בזמן שמראים לנבדק תמונה או משמיעים לו קול מסוים. השוואה בין שתי תמונות ה-fMRI מזהה את האזורים במוח שהיו בשימוש. מלבד חשיבותו ככלי לחקר המוח, fMRI הוא כלי חשוב לתכנון ניתוחי מוח. מתמונות fMRI המנתח יכול למשל לאתר את מיקומם המדויק של מרכזי הדיבור והשמיעה אצל חולה מסוים, כדי לתכנן את הניתוח כך שהנזק הנלווה להסרת הגידול יהיה מזערי.
(Diffusion Weighted Imaging (DWI – מדידת מקדם הפעפוע של המוח. הוכח שדרך דימות מקדם הפעפוע ניתן להבחין בין שבץ מוחי שנוצר כתוצאה מדימום ('המורגי') לבין שבץ שנוצר על ידי חסימת כלי דם ('איסכמי'). אבחנה זו קריטית כדי לקבוע טיפול נכון ויעיל למטופל. יש גם אינדיקציות שניתן להשתמש ב-DWI לצורך מיפוי החומר הלבן והחומר האפור במוח.
כיום נבחן השימוש ב-MRI colonography כדי לסייע בגילוי מוקדם של סרטן המעי הגס. שיטה לא פולשנית זו אמורה להיות בטוחה ונוחה יותר מבדיקת קולונוסקופיה הנמצאת בשימוש כיום.

מגבלות

בגלל השימוש בשדה מגנטי חזק, אין אפשרות להשתמש בסריקת MRI כאשר קיימות מתכות בגוף (למשל קוצב לב או סוגים מסוימים של התקן תוך רחמי- אם כי קיימים מקרים יוצאי דופן שבהם מבצעים את הבדיקה בנוכחות קרדיולוג). כמו כן, אנשים שיש חשש כי בגופם יש רסיסי מתכת, יעדיפו בדיקת CT במקום בדיקת MRI.
בדיקת MRI מיועדת לאבחון פתולוגיות ברקמות הרכות של גופנו ואינה יעילה בהדגמת עצמות (או לאבחן מה קורה בתוכן). לכן במקרים של שברים או פתולוגיות בתוך העצמות (שלא חודרות לרקמות מסביב) עדיף לבצע בדיקת דימות בעזרת קרינת רנטגן (צילומי רנטגן או CT).

טומוגרפיה ממוחשבת סורק CT

(Computed Tomography – CT או Computed Axial Tomography – CAT), היא סוג צילום לא פולשני שנועד לתת תמונה תלת-ממדית של פנים הגוף. בעת ביצוע הבדיקה, מקור קרינה שנע מסביב לחולה מעביר קרני רנטגן דרך הגוף בזוויות שונות. גלאים הממוקמים בגנטרי קולטים את הקרניים לאחר שעברו דרך הגוף ושולחים אותות אלקטרוניים למחשב. זה מעבד את הנתונים ויוצר הדמיה תלת ממדית של הגוף או תמונות דו ממדיות של חתכים ספציפיים.

סרטון המדגים את הפעולה הסיבובית של הסורק בשעה שכיסוי המנגנון מורם
צילום טומוגרפיה ממוחשבת המדגים שבר בלסת תחתונה עם תזוזה
דיוקה של תוצאת הטומוגרפיה גדל ככל שמספר זוויות השיקוף גדל.
ברפואה משתמשים בכלי זה לאבחון או להנחיה בטיפולים פולשניים, בבעיות או במחלות שלא ניתן לאתר באמצעות צילום רנטגן.
כדי להגדיל את איכות ההדמיה של רקמות רכות, כלי הדם והאיברים החלולים ניתן למטופל חומר ניגודי. חומרים ניגודיים נפוצים הם בריום שנלקח באמצעות שתייה או יוד שמוזרק למערכת הדם. חומרים אלו מקובלים במיוחד בסריקות באזור הבטן.

הטומוגרפיה הממוחשבת הומצאה בשנת 1972 על ידי גודפרי נ. האונספילד במעבדות EMI בבריטניה. בשנת 1979 הוא קיבל את פרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה על המצאה זו ביחד עם אלן מקלאוד קורמק שחקר במקביל נושאים קשורים.

מכשירי הטומוגרפיה הראשונים נזקקו למספר שעות כדי לבצע את הסריקה ולאסוף את הנתונים הגולמיים ולמספר ימים כדי לנתח את הנתונים. כיום, סורקים מודרניים מסוגלים לסרוק תוך שניות ספורות, ולהפיק מודל תלת ממדי באופן כמעט מיידי. מהירות זו מאפשרת לסרוק חלקי גוף נעים כגון ריאות שנושמות או לב שפועם.

טומוגרפיה ממוחשבת ככלי אבחוני

מאז שנות ה-70, עת החל השימוש בטומוגרפיה ממוחשבת, היא הפכה לכלי חשוב בתחום דימות רפואי המשלים צילום רנטגן רפואי ובדיקת אולטרה סאונד רפואית. בתחילת המאה ה-21 החל מתרחב השימוש בטומוגרפיה ממוחשבת אף ככלי בתחום רפואה מונעת ובדיקות תקופתיות לגילוי מחלות, לדוגמה, בדיקת קולונוגרפיה למטופלים שלהם סיכון גבוה לחלות בסרטן המעי הגס, או בדיקת הדמיה של הלב למטופלים בעלי סיכון גבוה לחלות במחלת לב. קיימים מוסדות רפואיים המציעים אף בדיקת טומוגרפיה ממוחשבת של כל הגוף לאוכלוסייה הכללית, אף שארגונים רפואיים רבים מתנגדים לבדיקה זו ללא צורך רפואי מוכח.

ראש

השימוש הנפוץ בסריקת טומוגרפיה ממוחשבת של הראש הוא ככלי לאיבחון שבץ מוחי, גידולים מוחיים, הצטברות סידן תוך גולגולתי, דימום מוחי ושברים בגולגולת. במצבים אלה מבנים כהים בצילומי ההדמיה עשויים להעיד על בצקת ושבץ, ומבנים בהירים עשויים להעיד על הצטברות סידן, דימומים ונזקים לגולגולת. זיהוי גידולים מוחיים מתאפשר בהדמיה באמצעות זיהוי עיוותים באנטומיה הנכונה של המוח, הנוצרים כתוצאה מנפיחות.

ריאות

ניתן להשתמש בטומוגרפיה ממוחשבת ככלי לאבחון שינויים כרוניים ותהליכי מחלה ברקמת הריאות. לטומוגרפיה הממוחשבת קיים יתרון על פני צילום רנטגן באבחון מחלות ריאה, כגון מחלת ריאות חסימתית כרונית, פיברוזיס ומחלות דומות. בבדיקות אלה יוצרים חתכי דימות דקים של הריאות, לעיתים הבדיקה נערכת פעמיים, בעת נשימה ובעת נשיפה. טומגרפיה ממוחשבת אף יעילה באבחון תסחיף ריאתי כאשר היא משולבת בהחדרת חומר ניגודי לגוף המאפשר את דימות עורקי הריאה.

חלל הבטן והאגן

טומוגרפיה ממוחשבת היא כלי אבחוני רגיש לגילוי מחלות בחלל הבטן. לעיתים נעשה שימוש בכלי זה כדי לקבוע דירוג גידול סרטני. בטומוגרפיה ממוחשבת נעשה שימוש לבירור כאבי בטן חדים (בעיקר בשני הרבעים התחתונים של הבטן, בעוד שבדיקת אולטרה סאונד רפואית היא הכלי הראשון לבירור כאב ברבע הימני העליון של הבטן). אבנים בכליות, דלקת התוספתן, דלקת לבלב, דיברטיקוליטיס, מפרצת באבי העורקים וחסימת מעיים ניתנים כולם לאיבחון ולהערכה בבדיקת טומוגרפיה ממוחשבת. טומוגרפיה ממוחשבת היא אף הכלי העדיף לאיבחון פגיעות באיברים גרמיים באזור האגן לאחר פגיעה טראומטית.

גפיים

טומוגרפיה ממוחשבת היא כלי אבחוני לזיהוי ולהערכת שברים מורכבים בגפיים, בעיקר באזור המפרקים, כיוון שהיא מאפשרת דימות תלת-ממדי של האזור הפגוע במישורים שונים. שברים ופגיעות בגידים ניתנים לדימות ברור בטומוגרפיה ממוחשבת.

יתרונות

לטומוגרפיה ממוחשבת מספר יתרונות בתחום הדימות הרפואי על פני מכשירים המפיקים תמונות דו-ממדיות. ראשית, בתמונת טומוגרפיה ממוחשבת אין חפיפה של מבני הגוף זה על גבי זה בתמונה וניתן להתמקד באיבר המטרה. שנית, מכשירי טומוגרפיה ממוחשבת מפיקים תמונות בהפרדה גבוהה המאפשרת להבחין בהבדלים דקים, אף פחות מ-1%, בין רמת הצפיפות של איברים שונים. לבסוף, הדמיה בודדת בשיטה זו ניתן לבחון בחתכים שונים.

שימוש בטומוגרפיה ממוחשבת חוסכת לעיתים את הצורך בהליכים פולשניים הדרושים לביצוע בדיקות הדמיה אחרות. כך לדוגמה, בדיקת קולונוגרפיה בטומוגרפיה ממוחשבת (הידועה בכינוי "קולונוסקופיה וירטואלית") בסריקה בודדת וברמת קרינה נמוכה עשויה להיות יעילה באותה מידה לאבחון מחלות המעי הגס כמו בדיקת בריום, תוך חשיפת המטופל למידה קטנה יותר של קרינה. למרות שה-MRI עדיף, לאור הפיחות בקרינה ביחס ל-CT.

סיכונים

סורקי טומוגרפיה ממוחשבת קורנים בעוצמה גבוהה משמעותית ממצלמות קרני רנטגן רגילות, ומהווים גורם סיכון לסרטן, קטראקט, זרימת דם לקויה, ועוד בעיות הנובעות מהפגיעה של קרניים אלו בדנ"א.

רמות הקרינה הגבוהות בטומוגרפיה ממוחשבת גורמות לשיבושים בדנ"א של כל תא ותא באבר שמוקרן. השיבושים כוללים שבירה מלאה של גדילי הדנ"א (ראה double srtrand breaks,שבר דו גדילי), וכך בכל תא נוצרים בממוצע 35 שברים מלאים לגריי קרינה. השיבושים כוללים שיבושים במולקולות האפיגנטיות שצמודות לדנ"א, אשר חלקן מוסרות מהדנ"א עקב הקרינה, ובכך משתנה רמת הביטוי של הגנים שהסמן האפיגנטי שלהם הוסר. את השברים בדנ"א התאים מנסים לתקן, אולם התהליך רווי בטעויות הגורמות למוטציות בגנים, הגורמות ליצירת חלבונים מוטנטים. במקרים שבהם התא לא יצליח לתקן את הנזקים, עשוי להיווצר תהליך של אפופטוזה, מוות תאי מתוכנן של התא, למניעת מצבים שבהם עודף נזקים ב-DNA מוביל לסרטן. במקרה ולא נוצר תהליך של אפופטוזה, התא יפעל באופן משובש, דבר שעלול להתבטא בסרטן, או בפעילויות לא תקינות אחרות בעלות השלכות בריאותיות שליליות אחרות. לתאים המתחלקים, כגון תאי גזע, יש סיכוי גבוה יותר למות כתוצאה מהנזק, או להפוך לסרטניים. את השינויים האפיגנטיים התא לא מתקן, וכך נוצר שינוי באופן פעולתו של התא.

ככלי להערכת רמת הסיכון להתפתחות סרטן, הומצאה יחידת הזיוורט, שבהתאם לידוע מהסטטיסטיקה, מתאימה לסריקה מסוימת רמת קרינת "משוקללת", שאילו נחשף כל הגוף לרמת קרינה "משוקללת" זו, הסיכון להתפתחות סרטן היה זהה לסיכון להתפתחות סרטן מהסריקה המסוימת בטומגרפיה הממוחשבת. רמת הקרינה ה"משוקללת" המדווחת בזיוורט לרוב נמוכה משמעותית, מרמת הקרינה האמיתית, המדווחת בגריי. הסבר טוב, אבל לא מדויק בכל הפרטים, הוא למשל שהקרנת רגל ב-20 קרניים יש אותו סיכוי לגרימת סרטן כמו הקרנת השוק בלבד ב-20 קרניים, אבל אם נקרין רק את השוק ב-20 קרניים, אז צפיפות הקרניים בשוק תהיה גדולה יותר מאשר הצפיפות כאשר כל הרגל מוקרנת ב-20 קרניים, וצפיפות הקרניים בהקרנת הרגל גדולה מהצפיפות שהייתה אילו כל הגוף היה מוקרן ב-20 קרניים. הקרינה המשוקללת קטנה מהקרינה האמיתית הנספגת באיבר, כמו שצפיפות הקרניים כשכל הגוף מוקרן קטנה מצפיפות הקרניים כשרק השוק מוקרן באותה כמות קרניים. למרות זאת מבחינת האנרגיה של הקרינה, זו אותה אנרגיה, בין אם היא מופקדת בכל הגוף, או באיבר אחד בלבד. כאשר האנרגיה מופקדת באיבר אחד בלבד, אזי הנזק הנגרם מצטבר באיבר המוקרן בלבד, וגורם לו נזק גדול מאשר אילו היה מוקרן באמת במנת הקרינה המשוקללת. גם הסיכוי לפתח סרטן באותו איבר עולה, אולם מאחר שיתר הגוף לא הוקרן, אז הסיכוי להתפתחות סרטן בשאר הגוף לא עולה, לעומת זאת הקרנת כל הגוף במנת הקרינה המשוקללת, מעלה את הסיכוי לסרטן באיבר אבל בפחות, אבל גם מעלה את הסיכוי להתפתחות סרטן ביתר הגוף, כך שסך הכל הסיכוי לסרטן בשני המקרים זהה, עד כמה שידוע, מהנתונים המועטים מהם ניתן להסיק מסקנות לגבי התפתחות סרטן מקרינת רנטגן. לדוגמה סריקת ראש מלווה ברמת קרינה "משוקללת" של 1.5 מיליזיוורט, המחושב על ידי הכפלת רמת הקרינה האמיתית, שהיא 56 מיליגריי, בגורם שיקלול המתאים לגודלו של הראש, ולרגישותו לסרטן יחסית לשאר גוף. אותה רמת קרינה (56 מיליגריי) מלווה בכ 2 שברים דו גדיליים לתא, נתון שלא ניתן להסיק מרמת הקרינה ה"משוקללת". כמו כן האנרגיה הנספגת על ידי הראש בשל רמת קרינה זו (56 מיליגריי) שקולה לאנרגיה שהראש היה סופג מקרינת הרקע רק כעבור כ 23 שנים, בעוד ולפי רמת הקרינה המשוקללת המדווחת ניתן לטעות ולחשוב שהראש סופג אנרגיה כזו מקרינת הרקע תוך חצי שנה. בדיקות CT רבות כוללות שתי סריקות, אחת עם חומר ניגוד, ושנייה ללא חומר ניגוד, דבר המכפיל את כמות הקרינה, ואת הנזק לדנ"א.

יכולתו של התא לתקן שברים בדנ"א שונה מאדם לאדם. אנשים שיכולת התיקון אצלם פחותה יסבלו מיותר תופעות לוואי עקב חשיפה לקרינה.

כאשר הסריקה מלווה בספיגה של חומר ניגוד, חומר הניגוד יכול ליצור תופעות לוואי שכוללת תגובות פסודו אלרגיות ב 12% מהאנשים, ותופעות לוואי קשות ב 0.2% מהאנשים, ובין עשרה לשלושים אנשים ממליון צפויים למות מיידית כתוצאה מתופעות הלוואי הקשות הללו. כאשר מוזרק חומר הניגוד, בדרך כלל מוזרקים כ-40 מ"ל כאשר שליש מהחומר הוא יוד, כלומר כ 13 גרם של יוד. הכמות המרבית לצריכה יומית של יוד היא 0.001 גרם. לכן תופעות לוואי של צריכה עודפת של יוד עלולות להתרחש, וכן נזק לכליות המפנות את היוד מהגוף ב 7% מהמקרים.

מטיוטה של הוועדה הבינלאומית להגנה מקרינה עולה כי כמות מצטברת של 500 מיליגריי של קרינה יכולים לגרום לקטארקט, ולהסתיידות עורקים. כמות קרינה זו יכולה להצטבר בעקבות מספר קטן של סריקות CT, לפעמים גם עקב סריקה אחת. עוד עולה מהטיוטה כי חשיפת תינוקות לקרינה של 100 מיליגריי גורמת לליקויים קוגניטיביים.

כמויות קרינה

כמות הקרינה הנספגת בבן אדם בסריקת CT משתנה ממכשיר למכשיר, ומאדם לאדם. הערכים המובאים להלן הם ערכים ממוצעים, שנמצאו בבדיקת מכשירים מסוימים, כאשר הערכים המרביים שנמצאו בדרך כלל היו פי שניים מהממוצע המדווח. לעיתים מבוצעות שתי סריקות או יותר בבת אחת, למשל בלי יוד ועם הזרקת יוד, מה שיכול להעלות את כמות הקרינה שוב פי שניים (כלומר סך הקרינה יכול להיות פי 4 מהממוצע המדווח כאן). כמו כן ישנם פרוטוקולי סריקה שונים אפילו לאותו איבר, מה שיכול לשנות את רמות הקרינה, וכן טעויות אנוש, או מכונה יכולים להעלות את רמות הקרינה לרמות שמיועדות להרוג תאים בחולי סרטן 1500 עד 4000 מיליגריי נרשמו עקב טעויות כאלה