De stralingsvrije optie: toepassingen van echografie in de moderne geneeskunde

De echografie is een beeldvormingstechnologie die zelfs ouder is dan traditionele röntgenbeeldvorming. Het werd echter veel later aangepast voor gebruik op medisch gebied. Het eerste geregistreerde gebruik is in de verloskunde in de jaren vijftig. Sindsdien is het gebruik van echografie uitgebreid tot andere gebieden van de geneeskunde, en ultrasone medische beeldvormingstechnologie heeft in de loop der jaren verschillende vorderingen gemaakt. Dit artikel bespreekt de voortgang van echografie in de loop van de tijd en hoe deze tegenwoordig in de gezondheidszorg wordt gebruikt.

Hoe werkt het echografisch apparaat?

Zoals de naam al doet vermoeden, werkt het door gebruik te maken van geluidsgolven. Ultrasone beeldapparaten genereren hoogfrequente geluidsgolven, meestal tussen 1 en 5 MHz. Deze geluidsgolven worden met behulp van een handsonde in het lichaam overgebracht. De geluidsgolven reizen ononderbroken in het lichaam, totdat ze het grensvlak tussen twee weefsels raken (bijvoorbeeld tussen spier en bot of tussen vocht en zacht weefsel). Afhankelijk van het soort weefsel dat aanwezig is, kunnen de geluidsgolven ofwel teruggereflecteerd worden of verder reizen. De golven die worden teruggekaatst (echo's genoemd) worden teruggestuurd naar het echografisch apparaat. Op basis van de tijd van de terugkeer van elke echo en de snelheid van het geluid in het weefsel, berekent het ultrasone medische beeldvormingsapparaat de afstand tussen de sonde en elke structuur. De afstand en intensiteit van alle echo's wordt omgezet in een tweedimensionaal beeld dat op het echografisch scherm verschijnt.

Hoe verhoudt echografie zich tot andere medische beeldvormingsmodaliteiten?

Het grootste voordeel van echografie is dat het, in tegenstelling tot de meeste andere beeldvormingstechnieken, geen ioniserende straling gebruikt. Het is daarom veilig voor patiëntenpopulaties die gevoelig zijn voor de effecten van blootstelling aan straling, zoals zwangere vrouwen en kinderen. Het vangt zachte weefsels veel beter op dan röntgenfoto's en CT-scans, en is ideaal voor het bekijken van interne organen. Tijdens dezelfde zitting kunnen meerdere beeldvormingsvlakken worden verkregen zonder de positie van de patiënt te veranderen; alleen het verplaatsen van de handsonde volstaat. Naast het feit dat het geen straling gebruikt, is een ander belangrijk voordeel van het gebruik van echografie in medische opstellingen de lage kosten. Het is veel goedkoper dan CT-scans en MRI-beeldvorming.

Aan de andere kant kan traditionele echografie niet de gedetailleerde beeldvormingsnauwkeurigheid bieden die beschikbaar is met geavanceerde technieken, zoals de CT-scan. Het kan bot en harde weefsels niet voldoende visualiseren. De echografie-sessie duurt langer dan andere beeldvormingsmodaliteiten. Hoewel een CT-scan in 30 seconden kan worden verkregen, duurt een echografie 15 tot 30 minuten.

Hoe wordt echografie gebruikt bij medische beeldvorming?

Een medisch echografisch beeldvormingssysteem kan worden gebruikt om de structuur van een van de interne organen van het lichaam in realtime te visualiseren. Door het Doppler-effect toe te passen (wat een verandering is in de frequentie van geluid terwijl het object naar/weg van de bron beweegt), kan ook de bloedstroom door bloedvaten worden gevolgd. Enkele toepassingen van medische beeldvorming met echografie worden hieronder opgesomd:

• Verloskunde/Gynaecologie: Echografie kan worden gebruikt om het vrouwelijke voortplantingssysteem en de zich ontwikkelende foetus in de baarmoeder te evalueren. Dit is erg handig bij het detecteren van mogelijke foetale anomalieën vóór de geboorte.

• Buik- en bekkenecho: Vaste organen, zoals de lever en pancreas in de buik of de blaas en baarmoeder in het bekken, kunnen worden gevisualiseerd. Het is moeilijk om naar de darm te kijken, want buikgas belemmert vaak geluidsgolven.

• Neurosonografie: Het helpt de hersenen te visualiseren en anomalieën in de bloedtoevoer naar de hersenen te detecteren.

• Vasculaire echografie: Dit wordt gebruikt om de hoeveelheid en snelheid van de bloedstroom in bloedvaten te beoordelen en om de aanwezigheid van vernauwingen of stenose te detecteren.

• Echocardiografie: Deze echografie is specifiek bedoeld voor het hart en de belangrijkste bloedvaten, waaronder de aorta en longslagader.

• Therapeutische toepassingen: Door gebruik te maken van echografie om in realtime beelden van organen te verkrijgen, kunnen geleide interventies worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld, echogeleide fijne naaldaspiratie omvat het gebruik van echografie om de naald in een diep abces of cyste te leiden om de inhoud ervan op te zuigen. De Doppler-echografie kan ook worden gebruikt om aders te detecteren voorafgaand aan venapunctie of om bloedvaten te detecteren voordat een chirurgische flap wordt opgetild voor reconstructie.

Wat zijn de recente vorderingen op het gebied van medische beeldvorming met echografie?

Fabrikanten van ultrasone beeldapparatuur hebben er altijd naar gestreefd de beperkingen van de traditionele echografie te overwinnen. Dit heeft geleid tot verschillende innovaties. Er is een verbetering opgetreden in het ultrasone beeldvormingssysteem zelf, inclusief betere hardware- en transducersystemen. Fabrikanten van echografie-diagnostische beeldvormingssystemen hebben hard gewerkt om verbeteringen te bereiken in de verwerving, opslag en interpretatie van echografie/afbeeldingen. Enkele van de opmerkelijke vooruitgang op het gebied van echografische beeldvorming die hebben geleid tot aanzienlijke vooruitgang in de gezondheidszorg, worden hieronder besproken:

• Digitalisering: Net als röntgenfoto's is de acquisitie van echografie het digitale tijdperk ingegaan. In vergelijking met conventionele analoge echografie is het digitale echografisch diagnostisch beeldvormingssysteem betrouwbaarder en heeft het de neiging om beter/afbeeldingen te produceren. Dit komt omdat de digitale echografie betere eigenschappen heeft, waaronder de volgende:

• Productie van digitale stralen: Fabrikanten van ultrasone diagnostische beeldvormingssystemen hebben apparaten geïntroduceerd waarin de geluidsgolfstraal met digitale middelen kan worden bestuurd. Het besturen van de beeldbundel kan de ruimtelijke resolutie verbeteren en artefacten verminderen. Dit verbetert het beeldcontrast.

• Verbeterde signaal-ruisverhouding en signaalacquisitie: deze zorgen voor een betere overdracht en ontvangst van de geluidsgolf. Dit leidt tot een betere beeldweergave.

• Betere opslag en archivering: Digitaal/afbeeldingen worden automatisch opgeslagen in het echografisch beeldvormingssysteem. Het archiveren van /images wordt ook gemakkelijker gemaakt omdat het elektronisch kan worden gedaan. Dit betekent dat de kans kleiner is dat de gegevens van patiënten verkeerd worden geplaatst.

• Draagbaarheid: De mogelijkheid om grote hoeveelheden informatie over kleine microchips te verpakken, heeft ervoor gezorgd dat de ooit omvangrijke ultrasone apparaten kleiner zijn geworden. Hierdoor kan de fabrikant van ultrasone beeldapparatuur een belangrijk voordeel bieden voor beroepsbeoefenaren in de gezondheidszorg: draagbaarheid. Nieuwe ultrasone apparaten zijn in de hand, en kunnen door de arts gemakkelijk naar verschillende onderzoekskamers en naar de operatiekamer worden vervoerd. Handheld-apparaten bevatten vaak een multifunctioneel echografisch beeldvormingssysteem, dat voor elk doel kan worden gebruikt. Screening op vochtophoping in de buik, het analyseren van de bloedstroom en het detecteren van foetale hartslagen kan bijvoorbeeld met hetzelfde apparaat worden gedaan.

• 3D- en 4D-echo's: De belangrijkste beperking van de traditionele echografie is het tweedimensionale karakter ervan. De arts moet de structurele en ruimtelijke relaties tussen verschillende anatomische structuren begrijpen en moet proberen de /beelden in zijn geest te 'assembleren' voor een juiste oriëntatie. Tegenwoordig kunnen echter 3D-echografie/afbeeldingen worden verkregen door een reeks tweedimensionale/afbeeldingen te reconstrueren. Het grote voordeel van deze techniek is dat deze kan helpen bij volumetrische metingen. Met 3D-echocardiografie kan bijvoorbeeld kwantificering van het atriale en ventriculaire volume worden gedaan. Driedimensionale visualisatie van anatomie kan ook helpen bij het diagnosticeren van aandoeningen zoals hartklepaandoeningen.
  
  4D-echografie is ook ontwikkeld als onderdeel van het medische echografisch beeldvormingssysteem. Bij 4D-beeldvorming kan de arts de gereconstrueerde/afbeeldingen op dezelfde manier visualiseren als in 3D-echografie/afbeeldingen, maar ze kunnen ook de functie in realtime evalueren. Door bijvoorbeeld 4D-echografie in de verloskunde te gebruiken, is het met 4D-beeldvorming mogelijk om de foetus te visualiseren die zijn ogen opent of op een duim zuigt.

• Methoden om de fysische eigenschappen van weefsels te evalueren: Conventioneel maken echografie en andere diagnostische beeldvormingstechnieken voor weefsels inspectie mogelijk en niet palpatie. Dus hoewel we het weefsel of orgaan dat wordt bestudeerd kunnen 'zien', kunnen we het niet 'voelen'. De vooruitgang op het gebied van medische beeldvormingsmethoden met echografie heeft dit echter mogelijk gemaakt:

• Elastografie: Bepaalde ziekten kunnen een verandering in weefselelasticiteit veroorzaken. De mate van elasticiteit of stijfheid van weefsels kan worden gemeten aan de hand van de elasticiteitsmodulus (Young's modulus). Dit wordt gedaan door compressie op de weefsels door de transducer toe te passen en de mate van vervorming van het weefsel onder deze drukkracht te meten. Dit kan worden toegepast voor verschillende aandoeningen. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt om fibrose van de lever te detecteren, de oorzaak van vergrote lymfeklieren te analyseren en schildklierknobbeltjes te identificeren. Het kan ook worden gebruikt om te screenen op weefselmaligniteit.

• Vibro-acoustografie: Deze techniek omvat het gebruik van twee ultrasone stralen om zich te concentreren op het interessegebied. Beide stralen hebben verschillende frequenties en hebben de neiging om met elkaar te interfereren. Dit zorgt ervoor dat het object van belang trilt met een lage frequentie. De trilling wordt opgevangen door een microfoon en omgezet in een beeld. Dit is handig voor het detecteren van hardere massa's in zacht weefsel, zoals verkalkte massa's. Met deze techniek kunnen bijvoorbeeld speekselstenen of microcalcificaties van de borst worden gedetecteerd.

• Contrast-echografie: Contrastmiddelen zijn met succes toegepast in andere beeldvormingstechnieken, zoals CT-scans en MRI-beeldvorming. Contrastmiddelen zijn typisch radioactieve kleurstoffen die in de bloedvaten worden geïnjecteerd om het patroon van de bloedstroom erdoorheen te helpen volgen. Contrastmiddelen voor echografie zijn vrij recent geïntroduceerd. Dit zijn geen radioactieve kleurstoffen, maar microbellen van gassen met een hoog molecuulgewicht ingekapseld in een elastische schaal. Bij een normale echografie kunnen bloedvaten niet gemakkelijk worden onderscheiden van het omliggende normale weefsel. Wanneer microbellen echter in circulatie worden gebracht, oscilleren de gasbellen als reactie op de geluidsgolven. Daarom kan de echo die wordt ontvangen van de bloedvaten worden onderscheiden van het omringende weefsel. Tegenwoordig zijn microbelletjes met een diameter van slechts 10 µm beschikbaar. Vanwege hun microscopische grootte kunnen ze zelfs capillaire bedden kruisen, waardoor artsen een gedetailleerd beeld van het vasculaire netwerk hebben. Deze techniek is vooral nuttig bij echocardiografie en kan worden gebruikt om de linkerventrikelfunctie en de bloedstroom door de grote bloedvaten te beoordelen.

• Endoluminale echografie: De ontwikkeling van kleinere ultrasone transducers heeft hun opname in endoscopische apparaten mogelijk gemaakt. Daarom is het mogelijk om betere kwaliteit/afbeeldingen van inwendige organen te verkrijgen met endoscopen. Endoluminale echografie is gebruikt voor geleide biopsieën van laesies in gebieden zoals de tracheobronchiale boom, urogenitale kanaal of galwegen. Het is ook gebruikt in het intravasculaire gebied om procedures zoals angioplastiek te begeleiden.

Wat heeft de toekomst in petto? „Echografie op een chip”

De traditionele transducersonde (die gebruik maakt van piëzo-elektrische kristallen) is mogelijk op weg naar buiten. Onderzoekers en ondernemers hebben een manier gevonden om kunstmatige intelligentie op te nemen in een microchip, die de nieuwe transducersonde vormt. Deze slanke, draagbare sonde kan eenvoudig op de smartphone van de gebruiker worden bevestigd en /afbeeldingen kunnen op het apparaat worden bekeken. De „echografie op een chip” verlaagt de hardwarekosten en kan ook worden gebruikt om patiënten thuis te monitoren.

Haal het beste uit moderne echografiebeelden met de modernste DICOM-weergavesoftware

Met het moderne digitale echografische diagnostische beeldvormingssysteem hebben artsen ook beeldweergavesoftware van hoge kwaliteit nodig, zodat de echografie/afbeeldingen met een hoge resolutie en helderheid kunnen worden bekeken. Met de komst van de DICOM-standaard worden alle verworven digitale echografie/beelden opgeslagen in het DICOM-formaat. De software moet dus in staat zijn om /images in dit formaat te lezen en te bewerken. Een ideale software zou artsen ook in staat stellen informatie uit de /images te verkrijgen via verschillende technieken, zoals volumeweergave en reconstructie. De software zou beeldfusie mogelijk maken. Dit betekent dat het echobeeld kan worden gesuperponeerd op een andere beeldvormingsmodaliteit, zoals de CT-scan. Dit stelt medische experts in staat om tegelijkertijd anatomische oriëntatie en functionele beoordeling te krijgen.

Het is ook essentieel dat de beeldweergavesoftware wordt gecombineerd met een even efficiënt opslagsysteem. Dit komt omdat digitale echografie/afbeeldingen voldoende opslagruimte nodig hebben en u een server nodig hebt waarmee u verschillende beeldvormingsbestanden van patiënten kunt huisvesten. Met zo'n opslagsysteem kunt u die bestanden indien nodig uit het archief ophalen.

PostDICOM online DICOM-viewer: Superieure weergave van echografie/afbeeldingen - gratis

PostDiCom biedt een gratis multimodaliteit online DICOM-viewer, die alle hierboven besproken doeleinden dient. Het wordt geleverd met geavanceerde functies zoals volumeweergave, 3D-reconstructie en lengte-, dichtheid- en hoekmetingen. U kunt afbeeldingen opslaan om ze later op te halen of te bekijken! Compatibel met Windows-, Mac OS-, Linux- en Android-systemen, kunt u uw echografie/afbeeldingen op elk apparaat en op elk moment bekijken. Aanmelden om de online viewer van PostDiCom te gebruiken is probleemloos. Dus ontvang vandaag nog je gratis DICOM-viewer!