Hoe kijken artsen tegenwoordig in het menselijk lichaam zonder er in te snijden?

Technologie

Tegenwoordig kunnen artsen zonder een mes vast te pakken in het lichaam kijken en de fijnste botbreuken zien, bepalen of een tumor goed- of kwaadaardig is en zelfs bepaalde chemische stoffen in de hersenen identificeren. Dit alles is mogelijk met camera's en computerschermen.

De ontdekking van X-stralen

De ontdekking van X-stralen gaf de aanzet tot het kijken in het inwendige van het lichaam. De Duitse natuurkundige Wilhelm Conrad Röntgen ontdekte de stralen op 8 november 1895 bij toeval. Hij noemde ze X-stralen, omdat hij niet wist wat het waren en de eigenschappen ervan niet begreep. De natuurkundigen van nu weten dat het elektromagnetische golven zijn, zoals licht- en geluidsgolven, maar dan met een kortere golflengte.

X-stralen gaan door objecten of substanties met een lage dichtheid, maar worden tegengehouden door zwaarder of dichter materiaal. De stralen gaan derhalve wel door de huid en de spieren, maar worden weerkaatst door het bot. Binnen een paar maanden de ontdekking van röntgen werden X-stralen gebruikt om foto's te maken die konden dienen als hulpmiddel bij medische diagnoses van botfracturen, tumoren en gaatjes in het gebit. Fotografische negatieven ontstaan als de X-stralen door het lichaam op een negatieve plaat gericht worden. De stralen verschijnen op het negatief als witte gebieden. Allerlei ziekten of aangetaste botstructuren kunnen nu worden waargenomen. Radiologen, specialisten in het beoordelen van röntgenfoto's, kunnen door naar schaduwen te kijken zelfs niet-benige afwijkingen zien, zoals vocht in de longen.

Hoe werkt het?

De vorm of diepte van een ziek gebied kan helaas niet met de gebruikelijke tweedimensionale foto's vastgelegd worden. In 1973 werd een nieuwe methode geïntroduceerd, waarmee inwendige organen driedimensionaal konden worden weergegeven. De methode staat bekend als CT-of CAT-scan (Computerised Axial Tomography). Een CT-scan toont dwarsdoorsneden of 'plakjes' van het lichaam op een beeldscherm. Met een serie van deze beelden kan een driedimensionale weergave van het lichaam of lichaamsdeel worden opgebouwd. Voor het maken van een CT-scan ligt de patient op een tafel die is omgeven door een metalen ring die om het lichaam heen draait. Rond de ene zijde van de scanner zitten röntgenbuizen, rond de andere zijde detectoren. Terwijl de scanner ronddraait worden dunne bundels röntgenstralen door het lichaam van de patient geschoten. Kleine hoeveelheden straling worden door het lichaamsweefsel geabsorbeerd. Als de stralenbundels het lichaam aan de andere zijde verlaten, worden ze door de detectoren opgevangen en omgezet in electronische signalen. Een computer analyseert hoeveel straling er geabsorbeerd is.

De computeranalyse wordt weergegeven in kleuren die de relatieve dichtheid van weefsel tonen. Hoe vaster het weefsel, hoe meer straling het absorbeert. Dit kleurenbeeld, tomogram genaamd, verschijnt op een scherm voor verdere analyse. De scanner neemt in vijf seconden een ´plakje´ van de hersenen. Een ´Dynamische Ruimte Reconstructor´ is een soortgelijk apparaat, dat in dezelfde tijd 75000 dwarsdoorsneden van een orgaan op een scherm in beeld brengt. Hiermee kan de werking van een orgaan geobserveerd worden.

Een andere scanmethode

Een andere scanmethode, PET (Positron Emissie Tomografie) geheten, produceert soortgelijke beelden van horizontale dwarsdoorsneden van het lichaam. Hierbij krijgt de patient radioactieve stoffen ingespoten. De radioactieve stof wordt door sommige organen opgenomen en de positieve elektronen (positronen) botsen met de negatieve elektronen van de orgaancellen. Bij de botsing komen gammastralen vrij, die door een computer geregistreed worden. Het computerbeeld laat zien dat sommige zieke delen van organen de radioactieve stoffen niet opnemen en zo kan bijvoorbeeld de lokatie van kanker gediagnostiseerd worden. Via PET-scanning kan ook een opeenhoping van chemische stoffen in de hersenen worden opgespoord. Dit kan een teken zijn van mentale ziekten, zoals schizofrenie, manische depressie en epilepsie.

Een andere scanmethode

Een nog geavanceerder manier om foto's van lichamelijke processen te nemen heet NMR (Nucleaire Magnetische Resonantie). Hierbij stralen grote magneten energie door het lichaam, waardoor de waterstofatomen resoneren en energie in de vorm van kleine elektrische signalen terugkaatsen. Via een met de scanner verbonden computer worden deze signalen, die varieren in verschillende delen van het lichaam en naar gelang een orgaan gezond is of niet, vervolgens opgevangen. Door de variatie ontstaat er een beeld op een scherm. NMR werkt niet met straling en kan gebruikt worden in situaties waarin röntgenstralen gevaarlijk zijn. Een ultrascan of echografie kan gebruikt worden om bij een zwangere vrouw de foetus in beeld te brengen. Voor ons niet hoorbare geluidsgolven worden op verschillende diepten in het lichaam weerkaatst en een computer zet deze signalen om in een foto. Op deze wijze kunnen groei en eventuele afwijkingen van de vrucht vastgesteld worden. Er zijn evenwel nog steeds aandoeningen, zoals maagzweren, waarbij scanners niet goed bruikbaar zijn. In die gevallen kunnen artsen met een endoscoop direct in het lichaam kijken. Een endoscoop is een flexibele buis die in het lichaam wordt gebracht. Door twee glasfiber buizen, één die de lichtgolven door de scoop voert en één die verbonden is met een camera of een oculair, kan er direct in het lichaam gekeken worden. Het licht buigt mee als de arts tijdens het kijken de scoop draait of een bocht laat maken. Endoscopen zijn inmiddels als gebruikt om de ontwikkeling van een foetus in de moederschoot te fotograferen. Ook worden ze recentelijk in de chirurgie toegepast, in gevallen wanneer de arts niet meer een mes maar met laser opereert.

Andere methoden om het lichaam te onderzoeken zijn: de dopplerscan, die met geluidsgolven de bloeddoorstroming test; de echocardiografie, waarmee hartfuncties en -afwijkingen onderzocht kunnen worden; de elektrocardiografie (ECG), waarmee stoornissen van het hart via elektroden op de huid geregistreerd kunnen worden.