Beeldvorming
Inleiding
Het inwendige van het lichaam kan zichtbaar worden gemaakt met behulp van röntgenstralen of in magnetische velden. Over deze technieken kan men informatie vinden op de websites van de Nederlandse Verenigingen voor Radiologie en Neurochirurgie (www.radiologen.nl, www.nvvn.org) en van de Zwolse neurochirurgen (www.neurochirurgie-zwolle.nl).
Röntgenstralen en röntgenfoto
Röntgenstralen worden door verschillende weefsels in verschillende mate tegengehouden (geabsorbeerd). Bot houdt veel tegen, andere lichaamsorganen doen dat veel minder. De doorgelaten stralen worden opgevangen op een gevoelige plaat. De röntgenfoto geeft bot wit en spieren en lucht (in de longen) zwart weer. Röntgenfoto’s zijn in enige mate ioniserend. Ze kunnen atomen tot ionen maken en in levend weefsel schade toebrengen aan DNA (zie https://www.radiologen.nl/37/896/patientenvoorlichting/een-rontgenfoto-….
Computer tomografie (CT)
Bij computer tomografie wordt een lichaamsdeel vanuit een groot aantal verschillende invalshoeken als het ware in vlakken blootgesteld aan röntgenstralen. Een röntgendetector bepaalt wat wordt doorgelaten en een computer integreert de resultaten voor een bepaald vlak. Afwijkingen ter grootte van één millimeter of enkele millimeters zijn zichtbaar. De stralenbelasting is bij een CT scan veel groter dan bij een röntgenfoto.
In de loop der jaren zijn verschillende varianten bedacht. Zo wordt bij één van de varianten contraststof in een bloedvat gebracht waardoor afbeeldingen van bloedvaten gemaakt kunnen worden. Zo ontstaat een CT-angiogram (zie www.nvvn.org).
Magnetic resonance imaging (MRI)
Hierbij maakt men gebruik van magnetische eigenschappen van kerndeeltjes (vooral waterstofatoomkernen) en van radiogolven. Mensen komen in de MRI scanner in een sterk magnetisch veld. Doordat het lichaam veel water bevat wordt het MRI beeld in de regel bepaald door de waterstofatoomkernen in water. Deze gedragen zich als miniatuurmagneetjes (zie www.neurochirurgie-zwolle.nl; www.nvvn.org). Ze worden door de radiogolven tot resoneren gebracht waarbij ze energie opnemen; de opgenomen energie wordt weer uitgezonden als de radiogolf stopt. De uitgezonden energie vormt het signaal waaruit het MRI beeld wordt berekend en weergegeven. Voordelen van MRI ten opzichte van computer tomografie zijn de betere zichtbaarheid van verschillen tussen de lichaamsorganen (de ‘weke delen’) en de afwezigheid van schadelijke stralenbelasting. Een nadeel van MRI is dat de buisvormige scanner sommige mensen een beangstigend benauwd gevoel geeft. Een ander nadeel is dat sommige metaaldeeltjes zoals bijvoorbeeld die van een pacemaker (hartritmeregelaar) storend kunnen werken en schade veroorzaken. Een derde belangrijke beperking is dat MRI duurder is dan CT.
Voor-achterwaartse snede door schedel en grote hersenen. De figuur is overgenomen van www.nvvn.org. Zie tekst voor betekenis van T1 en T2
- T1 gewogen MRI: vethoudend weefsel is helder, waterhoudende weefseldelen zijn grijs en water is donker. T1 gewogen MRI scans van de hersenen tonen een duidelijk onderscheid tussen de vethoudende witte stof en de grijze stof. T2 gewogen MRI: water helder en vetweefsel donker. Beschadigde delen hebben meestal een verhoogd watergehalte en zijn daardoor goed zichtbaar.
- FLAIR of Fluid Attenuated Inversion Recovery: Het signaal dat afkomstig is van vrij vocht, bijvoorbeeld de liquor cerebrospinalis, wordt onderdrukt. Het vocht in de cellen - bijvoorbeeld door hersenoedeem - blijft zichtbaar.
- MRI angiogram: stromend water in bloedvaten kan met MRI worden onderscheiden van het niet stromende water in de weefsels. Op basis van dit onderscheid kunnen bloedvaten zichtbaar worden gemaakt.
Figuur 4 MRI angiogram van hersenvaten:
De figuur is overgenomen van www.nvvn.org - Diffusie MRI: met diffusie wordt hier bedoeld "dooreenmenging als gevolg van moleculaire beweging". De zeer locale diffusie van water in het weefsel kan met deze techniek in beeld worden gebracht. DWI of diffusion weighted imaging: de diffusie is in alle richtingen ongeveer gelijk: ze is isotroop. Met deze techniek kan een herseninfarct 5 tot 10 minuten na ontstaan zichtbaar gemaakt worden. DTI of diffusion tensor imaging: in de witte stof is water diffusie overwegend parallel aan de richting van de zenuwvezels in de zenuwbanen; de diffusie is anisotroop. Op basis van dit kenmerk kunnen zenuwbanen worden zichtbaar gemaakt.
- fMRI of functionele MRI. Actieve delen van de hersenen gebruiken meer zuurstof en de bloedstroom neemt toe ten opzichte van rust. Dit kan met MRI geregistreerd worden.
Figuur 5. fMRI van de hersenen:
Deze figuur is overgenomen van www.nvvn.org. Zowel in de figuren rechts- en linksboven als in de figuur rechtsonder is - onder het kruispunt van de twee lijnen - een donker, abnormaal gebied te zien zoals voorkomt bij een hersentumor. Wanneer de onderzochte een taak vervult, zoals hier lezen, lichten de verschillende gebieden in de hersenen die bij de taak betrokken zijn gelig op; deze gebieden bevinden zich verwijderd van het gebied van de tumor. - MRS (MRI spectroscopie): het watersignaal wordt onderdrukt zodat zwakke signalen vanuit metabolieten die bij de stofwisseling ontstaan zichtbaar worden. MRS kan van belang zijn voor diagnostiek en voor het registreren van effecten van therapie.