Prof. Dr. H. Barış DİREN

Radyoloji Uzmanı

1895 yılında Wilhelm Conrad Röntgen; rastlantıyla bulduğu ışınların tıpta etkin bir tanı yöntemi olarak kullanılabileceğini acaba aklına getirmiş miydi? Belki ilk deneylerini yaparken, eşinin o meşhur yüzüklü el filminde kemiklerini görüntülemeyi başardığında ilk aklına gelen; bu bilinmeyen ışınların (ki bu nedenle onlara X-ışınları adını vermişti) içini göremediğimiz pek çok objenin incelenmesinde yararlı olabileceğiydi. Ancak izleyen  100 yılı aşkın süre içinde, keşfettiği ışınların tıbbî tanıda kullanımında bugün geldiği noktayı herhalde  düşlerinde bile göremezdi.

Sağlık, insanoğlunun yaşam sürecinde üretici olabilmesinde en çok gereksinim duyduğu güç ya da bir başka deyişle “olmazsa olmaz” kapitali yani ana malıdır. Sağlığı bozulan bir insan, olanakları ne olursa olsun üretici niteliğini kaybeder. Bunun içindir kİ insanlık tarihi ile birlikte insanların en çok gereksinim duydukları güç “sağlık” olmuş, buna sahip olmak için de her yolu denemişlerdir. Hekimlik mesleğinin insanlık tarihi ile başlamasının nedeni de budur. Günümüzde insan sağlığını tehdit eden unsurların nicelik ve nitelik yönünden artışı, özellikle son yıllarda bu alanda yapılan araştırma ve çalışmaları hızlandırmakla kalmamış, bu konunun önemi üzerinde ülke yönetimleri düzeyinde ortak çözümler üretmeye kadar varan işbirliğinin nedeni olmuştur. Kişinin sağlığı bozulduğunda başvurduğu hekim ilk önce kişinin yakınmalarını dinler, sonra muayene eder ve nihayet çeşitli test ve İncelemeler yaptırmasını isleyerek sorunun adını koymaya çalışır. Bir sorunun çözülebilmesi için önce ne olduğunun saptanması ilkesi, tıbbi uygulamalarda tedavi verilebilmesi için önce tanı konulması gerekliliği şeklinde anlam kazanır. Bu nedenle, tıpta pek çok araştırma öncelikle tanı yöntemleri alanında yoğunlaşır. Tıbbî tanıda yararlanılan pek çok laboratuvar analizi (kan, idrar, dışkı örneklerine uygulanan biyokimyasal testler gibi) bir hastalığın sonucunda ortaya çıkan değişkenler ölçmektedir. Bu değişkenler pek çok hastalıkta kesin bir tanı ölçütü olabilirken, birçok hastalıkta da herhangi bir değer ifade etmeyebilir, Bunun için tanıda belki de en önemli olan, bizzat “hastalığın görüntülenmesi”dir. Bu nedenle, tıbbi görüntüleme teknikleri, hastalıkların tanısında yararlanılan en objektif yöntem olarak kabul edilmektedir.

1900’lü yılların başında geliştirilen röntgen filmi çekme cihazları, İnsan vücudunun hasta olduğu düşünülen bölgesinden x-ışınlannın geçirilerek bu ışınların bir film üzerinde vücuttaki tutulma oranlarına bağlı bir görüntü oluşturması ilkesi ile çalışıyordu. Örneğin bu ışın, akciğerin içi hava dolu alanlarından (normal alanlar) kolayca geçiyor ve bu sahalar filmde siyah görünüyor, eğer akciğer içinde hava olması gereken yerde başka bir yapı gelişmişse, örneğin burada bir tümör varsa ya da iltihap birikmişse, o zaman x-ışıniarı bu alandan geçemiyor ya da çok az geçiyor; bu kez bu bölge filmde beyaz görünüyordu.

 

Normal bir akciğer filmi: Hava ile dolu alanlar siyah, kalp ve kemik gibi daha sert yapılar beyaz görülüyor.

Bu yöntem halen günümüzde kullandığımız röntgen incelemelerinin temelini oluşturmaktadır. Bu sayede pek çok organın hastalığını anlayabiliriz. Ne var ki bu inceleme yönteminin bazı sınırları vardır. Birincisi, kemik yapıların içini ve arkasını gösteremez (Örneğin kafatasının içini göremeyiz). İkincisi, hastaığın nerede olduğunu gösterse de hastalığın ne olduğu hakkında çoğu zaman kesin bir  bilgi veremez. İşte röntgen incelemesindeki bu sınırlamalar yüzünden, yapılan araştırmalar “opak maddeler” adı verilen ilaçları bulunmasına yol açmıştır. Bu İlaçların değişik kullanım yöntemleri ile, röntgen çekiminde göremediğimiz bazı organlar görünür hale gelmektedir. Temel özellikleri X-ışınlarını geçirmemesi ve sonuçta bu ilacın bulunduğu bölgenin film üzerinde beyaz olarak görünmesini sağlamasıdır. Örneğin, baryum süspansiyonları içirildiğinde mide ve tüm barsaklar film üzerinde görünür hale gelir. Böylece bu organların hastalıklarını da görüntülemek mümkün olmaktadır. Ya da iyotlu süspansiyonları damar içine vererek film çektiğimizde damarlar görüntülenebilmektedir. Anjivografi adını verdiğimiz bu damar görüntüleme yöntemi sayesinde pek çok hastalığın tanısında büyük aşama kaydedilmiştir Giderek X-ışınlarını, bir takım özel görüntü güçlendiriciler ile kullanma yöntemi geliştirilmiş, bunun sonucunda da “floroskopi” adını verdiğimiz insan vücudunun içini seyrederek inceleme şansı elde edilmiştir (Halk arasında “ayna” ile muayene edilmek olarak bilinen yöntem budur). Böylece hem organların fonksiyonları araştırılmaya başlamış (örneğin yutma anında takıntısı olduğundan yakının hastanın, baryum İçilmesi anında yutağın izlenerek incelenmesi gibi) hem de izlemeye ek olarak değişik pozisyonlarda görüntü alıp o organı ayrıntılı irdeleme olanağı sağlanmıştır.

1970’li yıllara kadar tıbbî görüntüleme tekniklen tamamen X-ışınlarının yukarıda anlatılan kullanım şekilleri çerçevesinde uygulanmıştır. Ancak bu uygulamalara karşı hâlâ pek çok organ (karaciğer, böbrekler vb. gibi X-ışınını tutamayacak kadar yumuşak olanlar) görüntülenememektedir.

Gemilerde ve denizaltılarda yaygın olarak kullanılan sonar sistemi ses dalgalarının su içine gönderilerek çarptıkları alanları bir ekran üzerinde görüntüleme tekniğine dayanmaktadır. Araştırmacılar bu modelden hareketle insan vücuduna ses dalgası göndererek organların iç yapılarının görüntülenmesini başarmışlardır. “Ultrasonografi” adı ile hepimizin bildiği bu tanı yöntemi; karaciğer, dalak, böbrekler gibi yumuşak organların da görüntülenmesini başarmıştır. Ultrasonografi görüntüleme yöntemi, ses dalgalarının insan vücudu içindeki seyirleri sırasında çarptıkları farklı yapıların gri skalalı bir TV ekranında görüntüye çevrilmesi esasına dayanmaktadır. Bu inceleme tekniği ile yumuşak organların hastalıkları belirlenebilirken, hamilelikte ana rahmindeki bebeğin gelişimi de kolayca incelenebilmekte, hatta bebeğe ait hastalıklar çok erken dönemlerde tanımlanabilmektedir. Ultrasonografi tekniği de son 30 yıl içinde sürekli geliştirilmiş, kalp ve damar hastalıklarının da incelenmesinde kullanılabilen ve hatta matematik analizler ile objektif değerlendirmelere olanak tanıyan bir yöntem olmuştur. “Renkli doppler ultrasonografisi” adını verdiğimiz bu yöntem ile damarların içinde akan kanın akım hızı, akım oranı ve miktarı kolayca hesaplanmakta, damar tıkanıklığı ya da damar sertliğinin tanısı konabilmektedir.

 

Ultrasonografi incelemesinde karaciğer ve sağ böbreğin görüntüsü.

Ultrasonografinin yumuşak organların iç yapılarını görüntülemeyi başarmış olması da tüm sorunları çözmeye yetmemiştir. Ses dalgalarının kemik dokuları geçememesi, beyin ve omurilik hastalıklarının görüntülenmesinin hâlâ başarılamamasma nedenı olmakta, bu bölge hastalıklarının tanısında hekimler sınırlı olanaklara sahip tanı yöntemlerini kullanmak zorunda kalmaktadırlar. 1970’lerde bilgisayarlarda katedilen başdöndürücü gelişmeler bu teknolojinin kısa sürede tıp alanında kullanılmasına öncülük etmesi, tıbbî görüntüleme alanında devrim kabul edilen buluşların birbirini izlemesine yol açmıştır. Önce X-ışınlan insan vücudundan belli bir kesit kalınlığında geçirilerek dokulardaki tutulma oranları bir bilgisayar yardımı ile yine TV monitöründe uygun gri tonunda görüntüye çevrilmiştir. “Algoritmik back projection” adı verileri bu yöntem ile belli bir matrix alanında milimetrik boyutlu pikseller, gri skala içinde x-ışının tutulması ile orantılı olarak görüntülenmiştir. Bu sayede insan vücudunun herhangi bir bölgesi enlemesine dilimler şeklinde, seçilen bir kalınlıkta (1-12 mm arasında) görüntülenmiştir. “Bilgisayarlı Tomografi:BT” adı verilen bu yeni görüntüleme tekniği 1970’li yıllarda klinik kullanıma kazandırıldığında bu alandaki en büyük buluş olarak kabul edilmiştir, çünkü ilk defa beyin ve omurilik görüntülenebilmiştir.

İnsanoğlunun araştırma ve geliştirme dürtüsü, sürekli artan beklentileri ile doğru orantılıdır. 1980’li yıllara girilirken insan vücudunda görüntülenmemiş hiç bir bölge olmamasına karşı, bu inceleme yöntemlerinin hastalıkların tanısındaki duyarlılığının düşük olması  ve sürekli olarak bulguların yorumlanmaya gereksinim göstermesi, daha objektif bilgiler verecek tekniklerin araştırılmasına neden olmuştur. Ses dalgalan ve X-ışınlarının görüntü elde etmede kullandığı parametreler fizyolojik değildir yani doğrudan bir görüntüleme yöntemi değildir. Bu tekniklerde görüntü ikincil etkileşmeler ile elde edilir (X-ışının tutulma oranı, ses dalgasının ilerleme hızı gibi). Oysa insan vücudundaki fizyolojik özelliklerin görüntülenebilmesi normal ile anormalin kesin bilgiler ile ayırımı yanında, anormalin ne olduğunu da söyleyebilecektir.

 

Akciğer grafisinde yorumlanamayan kuşkulu bir gölgelenme, Bilgisayarlı Tomografi kesitinde net olarak ortaya konabilmektedir. (Pnömonik infiltrasyon: Zatürre)

Manyetik bir ortamda yine manyetik özellikli bileşenlerin rezonans göstermesi özelliği, 1940’lı yıllardan beri bilinen bir gerçek olup, madencilik alanında pek çok analiz bu yöntem ile yapıiagelmekteydi. Tıbbî görüntüleme ilanında çalışan araştırmacılar bu yöntemin tıbbi tanıda da kullanılabileceğini düşünerek insan vücudundaki bileşenlerin rezonans özelliklerini araştırıp bunları görüntüleme konusunu incelemeye başladılar. İnsan organizmasının büyük bir bölümünü su oluşturur. Su molekülü bilindiği gibi 2 hidrojen ve 1 oksijen atomundan oluşur. Hidrojen atomunun çekirdeğinde bir tane proton yer alır. Protonlar (+) yüklü partiküllerdir ve kendi eksenleri etrafında gezegenlere benzer dönüş hareketleri vardır. Eğer (+) elektrik yüklü bir cisimde elektrik akım yönü hareket ile sürekli yöndeğiştirirse kendi çevresinde manyetik bir alan oluşumuna yol açar. İşte, insan vücudunu yüksek bir manyetik alan içine koyarsak bu protonlar o manyetik alan yönünde paralel dizilimler gösterir. Bu anda insan vücuduna bir radyo dalgası gönderilirse dizilmiş protonlara enerji transferi sağlanarak paralel dizilim eksenleri saptırılır. Radyo dalgasını kesersek tekrar eski haline gelecek olan protonlar, aldıkları enerjiyi yine bir radyo dalgası sinyali olarak geri verirler. Biz bu sinyalleri bir anten ile toplayıp bilgisayarlar aracılığı ile sinyalin gücüyle orantılı olarak yine gri skala üzerinde bir TV monitöründe (aynı bilgisayarlı tomografide olduğu gibi) görüntüye çevirebiliriz. İşte bu yöntem 1980’li yılların ortalarında tıbba tanı alanında ulaşılan son nokta olan “Manyetik Rezonans Görüntüleme: MR” tekniğini kazandırmıştır. Bu inceleme yöntemi ile insan vücudunun tüm bölgelerini gerçek özellikleri ile görüntülemek mümkün olmuştur. İnsan vücudundaki fizyolojik parametrelere (protonlar) dayanan bu inceleme yöntemi, gelişebilecek normal dışındaki alanı kesin olarak ortaya koymaktadır. Bununla da kalmayarak o alandaki proton içeriklerinin değişik hastalık tiplerinde farklı özellikler göstermesi nedeniyle doku yapıları hakkında da bilgiler vermektedir. Örneğin kanama, kist, tümör, iltihap gibi yapılar net olarak tanımlanabilmektedir.

Manyetik rezonans görüntüleme tekniğinin bilgisayarlı tomografiden bir diğer farkı ise sadece enlemesine kesirler değil, istenen her düzlemde görüntüler elde edilebilmesini sağlamasıdır. Bu sayede bir organ ya da vücut bölgesi farklı düzlemlerde incelenmekte, hastalıkların yayılım alanları araştırılabilmekte ve ameliyat planları daha sağlıklı yapılabilmektedir.

 

Manyetik Rezonans Görüntüle (MR): Beyin kesitinde ileti yollarının (aksonlar) görüntülendiği ileri uygulamalar. (DTI: Diffusion Tensor Imaging, Fiber Tractography)

Tıbbi görüntülemede gelecek yüzyılda beklentiler

Bugün insan vücudunun her tarafı değişik teknikler ile görüntülenebilmektedir. Pek çok hastalık bu yöntemlerin biri veya birkaçı bir arada kullanılarak objektif ölçütler ile tanımlanabilmekte, böylece uygun tedavi planlamaları yapılabilmektedir. İçinde bulunduğumuz yüzyıl, teknolojik gelişmelerin hızla ilerleme kaydettiği  bir dönem olmuştur. Özellikle bilgisayar ve elektronik teknolojisinde katedilen gelişmeler tıpta tanı alanında büyük buluşları desteklemiştir Artık özel yazılımlı çalışma istasyonlarında tüm yöntemlerden elde edilen görüntüler bir araya getirilebiliyor, birinin gösterip diğerinin gösteremediği bulgular bir arada değerlendirilebiliyor. Dahası, kesitse! görüntüleme tekniklerinden (bilgisayarlı tomografi ve manyetik rezonans görüntüleme gibi) elde edilen görüntüler bilgisayarda bir araya getirilip üç boyutlu görüntülere dönüştürülebiliyor. Böylece hasarlı bölge son derece gerçekçi olarak saptanabiliyor. Örneğin, cerrahi girişim öncesi simülatif ameliyat düzenleyerek cerrahın planlama yapmasına önemli katkılarda bulunabiliyoruz. Tıbbi tanı alanında gelecek için en büyük beklentimiz işlevsel bilgileri alabileceğimiz görüntüleri elde edebilmek olacaktır. Bu alanda ilk adım atılmış, “Positron Emisyon Tomografisi (PET)” adı verilen sintigrafik yöntemler ile metabolizmaya ilişkin veriler elde edilebilmiştir. Yine manyetik rezonans görüntülemede bazı organların fonksiyon anında hücre metabolizmasında  ki değişiklikler irdelenmeye başlamıştır. Özellikle beynin değişik işlevleri, çeşitli işlevler sırasında yapılan incelemelerle bu alanlardaki sinyal değişikliklerini saptayarak görüntülenmeye başlamıştır. Yakın bir gelecekte tüm bu yöntemlerin daha objektif ölçütlerle hastalık ve organların işlevlerine ilişkin bilgilerin görüntülenerek ortaya konulmasında kullanılacağını düşünmek çok hayalci bir yaklaşım olmayacaktır.