Gaat CT de conventionele röntgendiagnostiek vervangen?

De toekomst van de CT-scan

Perspectief
Martin J. Willemink
Annemarie M. den Harder
Pim A. de Jong
Tim Leiner
Citeer dit artikel als
Ned Tijdschr Geneeskd. 2014;158:A7438
Abstract
Download PDF

Samenvatting

Het aantal CT-scans is gedurende de afgelopen jaren toegenomen. Om de individuele stralingsdosis te verlagen zijn nieuwe CT-technieken ontwikkeld. Met deze technieken kunnen scans gemaakt worden die de stralingsdosis van conventionele röntgenfoto’s benaderen. De röntgenstralingsdosis vormt in de toekomst dus mogelijk geen beperking meer voor het maken van CT-scans. De indicatie voor CT-scans zal hierdoor verruimen en lagedosis-CT-scans zullen in toenemende mate de conventionele röntgenfoto gaan vervangen.

artikel

Het aantal CT-scans in Nederland is verdubbeld, van 600.000 in 2002 naar 1,2 miljoen in 2010.1 Ondanks het ontbreken van prospectieve studies naar de carcinogene effecten van röntgenstraling moet de stralingsdosis per CT-scan tot een minimum worden beperkt. De stralingsdosis van een thoraxfoto is ongeveer 0,05-0,24 millisievert, terwijl de dosis van een CT-scan van de thorax kan oplopen tot meer dan 10 millisievert.1,2 Het wordt echter mogelijk om CT-scans te maken met een vergelijkbare stralingsdosis als die van conventionele röntgenfoto’s.2,3 De rol van röntgenstraling bij CT-scans zal in de toekomst dus van ondergeschikt belang worden. Dit zal ertoe leiden dat conventionele röntgenfoto’s in toenemende mate worden vervangen door lagedosis-CT-scans.

In dit artikel bespreken we kort de nieuwe technieken die recentelijk klinisch beschikbaar zijn gekomen. Vervolgens gaan we in op de consequenties hiervan voor de toekomst van CT.

Nieuwe mogelijkheden

De afgelopen jaren zijn diverse nieuwe technieken ontwikkeld met als doel de stralingsdosis van CT-scans te verlagen en de beeldkwaliteit te verbeteren. Dit begon in de jaren 70 met de ontwikkeling van CT-scanners met meerdere detectoren waardoor het mogelijk werd om in korte tijd een groter lichaamsgebied te scannen. Bewegingen van de patiënt leidden daardoor tot minder verstoring van de beeldkwaliteit. Het aantal detectoren neemt nog steeds toe; zo brengen de nieuwste CT-scanners het gehele hart binnen de duur van 1 hartslag in beeld.

De stralingsdosis is afhankelijk van de spanning (voltage) en de stroomsterkte (‘ampèrage’) van de röntgenbuis. Nieuwere CT-scanners passen de spanning en de stroomsterkte automatisch aan op het te scannen lichaamsgebied.4 Afhankelijk van het gewicht of de BMI krijgen kleine patiënten daardoor minder straling dan grote patiënten. Ook worden lichaamsdelen die weinig straling nodig hebben om goed te worden afgebeeld, zoals de longen, blootgesteld aan minder straling. De totale hoeveelheid straling vermindert hierdoor, zonder dat er wordt ingeleverd op de diagnostische waarde.5,6 De spanning en stroomsterkte kunnen alleen automatisch worden aangepast op CT-scanners van de nieuwste generatie, waardoor deze techniek op dit moment nog niet overal beschikbaar is.

Een andere belangrijke verbetering van CT-scanners is de manier waarop de uiteindelijke beelden worden gereconstrueerd uit de afzonderlijke attenuatieprofielen. Een CT-scanner genereert complexe data die omgezet worden in beelden. De standaardreconstructietechniek waarmee CT-data omgezet worden in beelden is eenvoudig en is vrijwel niet veranderd sinds de jaren 70. Iteratieve reconstructie is een geavanceerde methode die meer informatie uit deze complexe data haalt. Het principe van iteratieve reconstructie werd al in de jaren 70 beschreven, maar kon niet worden toegepast door gebrek aan rekenkracht van de CT-hardware. Door verbeterde rekenkracht zijn recentelijk echter diverse iteratieve-reconstructietechnieken op de markt gebracht die het mogelijk maken om de stralingsdosis met 23-76% te verminderen, afhankelijk van de indicatie, het gescande lichaamsgebied en het type iteratieve reconstructie.7 Een voorbeeld hiervan is weergegeven in de figuur. Deze techniek wordt op dit moment al in enkele ziekenhuizen in Nederland toegepast.

Een van de nieuwste en meest veelbelovende technieken op het gebied van CT is de detectie van de energieniveaus van röntgenfotonen. Voorheen maakten detectoren geen onderscheid tussen energieverschillen van röntgenfotonen. Dat is verbeterd met de nieuwste scanners die in staat zijn laag- en hoogenergetische fotonen van elkaar te onderscheiden; deze ontwikkeling zal doorgaan naar scanners die de energieniveaus van individuele fotonen meten.8 Dit zorgt voor een sterke verbetering in contrast, een beter onderscheid tussen niet-afwijkend en pathologisch weefsel, en een nog lagere stralingsdosis.9 Dit kan bijvoorbeeld worden toegepast om de perfusie van het myocard weer te geven bij verdenking op coronairlijden of de longperfusie bij verdenking op longembolieën.10,11

Toekomst

Met de nieuwste technieken is het mogelijk om CT-scans te maken met lage stralingsdoses van minder dan 1 millisievert, wat vergelijkbaar is met de dosis van conventionele röntgenfoto’s.3 Het grote voordeel hiervan is dat CT-scans meer informatie geven door de 3-dimensionele opname.

Doordat de stralingsdosis in de toekomst geen beperking meer zal vormen voor het maken van CT-scans, zullen de indicaties voor het aanvragen van CT-scans ruimer worden. Bij verdenking op fracturen die moeilijk te beoordelen zijn op conventionele röntgenfoto’s, zoals scafoïd-, rib- en voetfracturen, kan in de toekomst worden overwogen direct een CT-scan aan te vragen.12 In steeds grotere mate zullen CT-scans conventionele röntgenopnames vervangen. Dit geeft betere diagnostische mogelijkheden waardoor gerichter kan worden behandeld.

Met een thoraxfoto is bijvoorbeeld de detectie van een pneumonie moeilijk of niet mogelijk bij patiënten met onderliggend longlijden of een afweerstoornis.13,14 Een lagedosis-CT-scan kan in die gevallen uitkomst bieden. Ook zullen deze nieuwe technieken een belangrijke bijdrage gaan leveren aan het zo laag mogelijk houden van de stralingsdosis bij long- en colonkankerscreening met CT.15,16

Omdat de in dit artikel besproken technieken pas recentelijk beschikbaar zijn gekomen, dient er nog veel onderzoek plaats te vinden naar vervanging van conventionele röntgenopnames door CT-scans. De eerste resultaten zijn echter veelbelovend, met name voor lichaamsdelen met grote contrasten tussen de weefsels, zoals de longen (lucht versus longweefsel). Lichaamsdelen waar de contrasten minder groot zijn, zoals de buik, zijn moeilijker af te beelden met een lage stralingsdosis en verder onderzoek naar de exacte mate van dosisreductie is dan ook nodig.

Op dit moment is een CT-scan meer dan 3 keer zo duur als een conventionele röntgenopname. Door nieuwere technieken is het echter mogelijk om sneller te scannen. Ook is de verwachting dat radiologen vaker geholpen zullen worden door beeldbewerkers en computerondersteuning, wat kan leiden tot een afname in de kosten. Dit dient echter nog te worden onderzocht.

Conclusie

Het aantal CT-scans is de afgelopen jaren sterk toegenomen en daarmee ook de blootstelling aan röntgenstraling. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van nieuwe dosisverlagende technieken. Hiermee wordt het mogelijk om CT-scans te maken met een lage stralingsdosis die die van conventionele röntgenfoto’s benadert. Doordat de blootstelling aan röntgenstraling vrijwel geen rol meer zal spelen zullen de indicaties voor het maken van CT-scans toenemen. Conventionele röntgendiagnostiek zal in toenemende mate worden vervangen door CT-diagnostiek. De kosten en opbrengsten van een dergelijke strategie dienen echter onderzocht te worden.

Literatuur
  1. Van der Molen AJ, Schilham A, Stoop P, Prokop M, Geleijns J. A national survey on radiation dose in CT in The Netherlands. Insights Imaging. 2013;4:383-90 Medline. doi:10.1007/s13244-013-0253-9

  2. Neroladaki A, Botsikas D, Boudabbous S, Becker CD, Montet X. Computed tomography of the chest with model-based iterative reconstruction using a radiation exposure similar to chest X-ray examination: preliminary observations. Eur Radiol. 2013;23:360-6 Medline. doi:10.1007/s00330-012-2627-7

  3. Willemink MJ, de Jong PA. Pediatric chest computed tomography at a radiation dose approaching a chest radiograph. Am J Respir Crit Care Med. 2013;188:626-7 Medline. doi:10.1164/rccm.201303-0518LE

  4. Gunn ML, Kohr JR. State of the art: technologies for computed tomography dose reduction. Emerg Radiol. 2010;17:209-18 Medline. doi:10.1007/s10140-009-0850-6

  5. Gies M, Kalender WA, Wolf H, Suess C. Dose reduction in CT by anatomically adapted tube current modulation. I. Simulation studies. Med Phys. 1999;26:2235-47 Medline. doi:10.1118/1.598779

  6. Lee CH, Goo JM, Ye HJ, et al. Radiation dose modulation techniques in the multidetector CT era: from basics to practice. Radiographics. 2008;28:1451-9 Medline. doi:10.1148/rg.285075075

  7. Willemink MJ, Leiner T, de Jong PA, et al. Iterative reconstruction techniques for computed tomography part 2: initial results in dose reduction and image quality. Eur Radiol. 2013;23:1632-42 Medline. doi:10.1007/s00330-012-2764-z

  8. Cormode DP, Roessl E, Thran A, et al. Atherosclerotic plaque composition: analysis with multicolor CT and targeted gold nanoparticles. Radiology. 2010;256:774-82 Medline. doi:10.1148/radiol.10092473

  9. De Broucker T, Pontana F, Santangelo T, et al. Single- and dual-source chest CT protocols: Levels of radiation dose in routine clinical practice. Diagn Interv Imaging. 2012;93:852-8 Medline. doi:10.1016/j.diii.2012.07.009

  10. Kido T, Watanabe K, Saeki H, Shigemi S, Matsuda T, Yamamoto M, et al. Adenosine triphosphate stress dual-source computed tomography to identify myocardial ischemia: comparison with invasive coronary angiography. Springerplus. 2014;3:75. Medline

  11. Kang MJ, Park CM, Lee CH, Goo JM, Lee HJ. Dual-energy CT: clinical applications in various pulmonary diseases. Radiographics. 2010;30:685-98 Medline. doi:10.1148/rg.303095101

  12. You JS, Chung SP, Chung HS, Park IC, Lee HS, Kim SH. The usefulness of CT for patients with carpal bone fractures in the emergency department. Emerg Med J. 2007;24:248-50 Medline. doi:10.1136/emj.2006.040238

  13. Garg D, Johnson LB, Szpunar S, Fishbain JT. Clinical value of chest computerized tomography scans in patients admitted with pneumonia. J Hosp Med. 2014;9:447-50. doi:10.1002/jhm.2190

  14. Hayden GE, Wrenn KW. Chest radiograph vs. computed tomography scan in the evaluation for pneumonia. J Emerg Med. 2009;36:266-70 Medline. doi:10.1016/j.jemermed.2007.11.042

  15. Shlomi D, Ben-Avi R, Balmor GR, Onn A, Peled N. Screening for lung cancer: time for large-scale screening by chest computed tomography. Eur Respir J. 2014;44:217-38. doi:10.1183/09031936.00164513

  16. Regge D, Iussich G, Senore C, et al. Population screening for colorectal cancer by flexible sigmoidoscopy or CT colonography: study protocol for a multicenter randomized trial. Trials. 2014;15:97 Medline. doi:10.1186/1745-6215-15-97

Auteursinformatie

Universitair Medisch Centrum Utrecht, afd. Radiologie, Utrecht.

Drs. M.J. Willemink en drs. A.M. den Harder, arts-onderzoekers; dr. P.A. de Jong en prof.dr. T. Leiner, radiologen.

Contact drs. A.M. den Harder (a.m.denharder@umcutrecht.nl)

Belangenverstrengeling

Belangenconflict en financiële ondersteuning: ICMJE-formulieren zijn online beschikbaar bij dit artikel.

Auteur Belangenverstrengeling
Martin J. Willemink ICMJE-formulier
Annemarie M. den Harder ICMJE-formulier
Pim A. de Jong ICMJE-formulier
Tim Leiner ICMJE-formulier

Gerelateerde artikelen

Reacties