3D bir pencere açmak

Gerçek zamanlı ultrason görüntülerini, önceden taranmış 3D bilgisayarlı tomografi (CT) görüntüleriyle çabucak, güvenilir bir şekilde ve otomatikman çakıştıran yeni bir teknoloji sayesinde doktorlar artık hem bedenlerin içini daha önce asla başaramadıkları kadar net görebiliyor hem iğneli biyopsileri ve vücuttan parça çıkarma ameliyatlarını kolaylıkla yapabiliyor.

Et ile kanın saydam olabileceği kimin aklına gelirdi ki? Bir ekrana bakıp da canlı bir insan bedeninin bir kesidinin içinde neler olup bittiğini tüm ayrıntılarıyla göreceğimizi hiç düşünebilir miydiniz? Bir hastanın karaciğerindeki bir yaraya doğru teşhisi koymaya çalışan doktorlar artık hastaları gerçekten saydammış gibi ellerindeki biyopsi iğnesini kendi hedefine doğru güvenle yönlendirebiliyor.

Her şey çeşitli nedenlerden dolayı istenen bir 3D bilgisayarlı tomografi (CT) taramasıyla başlamıştı. Diyelim ki bu taramada, yaklaşık bir santimetre çapında anormal bir kitle olduğu ortaya çıkmış olsun. Her ne kadar bu yaranın şekli ve diğer özellikleri herhangi bir habis tümöre işaret etmiyorsa da burada genellikle bir biyopsi yapılması uygun görülür.

Burada sorun ise radyoloji uzmanının biyopsi iğnesinin ne kadar derine gideceğini ve yaraya hangi açıyla yaklaşacağını tam olarak nasıl bileceğinde yatmaktadır. New Jersey, Princeton'daki Siemens Kurumsal Teknolojiler'den (CT) araştırma bilimcisi Angur Kooper, "Bugüne kadar iğnenin hedefini tam olarak tutturmasıyla ilgili belirsizlikler yüzünden 3 cm'nin altındaki yumrusal yaraların doku karakteristiklerinin anlaşılması fevkalade meydan okuyucu bir işti.

Bu gibi bir yaklaşımın tümörün gelişmesi ve yayılması, metastaz oluşması ve hatta ölümle sonuçlanması anlamında çok ciddi tedavisel sonuçları vardır" diyor. Oysa bugün, 3D CT ile canlı ultrason (US) görüntülerini aynı ekran üstünde birleştiren ve "eSieFusion görüntüleme" denilen yeni bir teknoloji sayesinde, Princeton CT'de kıdemli mühendis ve eSieFusion proje lideri olan Mammadou Diallo, "Dönüştürücüye ve patolojinin konumuna bağlı olarak 2,5 cm'likyaralar bile tam olarak hedeflenebiliyor.

Bu teknoloji erken teşhisin ve tedavinin, artırılmış kesinliğin, azaltılmış risklerin ve düşük maliyetlerin kapılarını açıyor" diyor. İlk olarak 2005 yılında Siemens sponsorluğundaki bir PhD tezi ile ortaya çıkan ve 2012 sonunda FDA tarafından onaylanan ve ayrıca şimdi Siemens'in ACUSON S3000 ultrason sistemlerinde mevcut olan eSieFusion görüntüleme, iki tane apayrı kaynaktan, yani hastanın 3D CT taraması ile onun gerçek zamanlı ultrason görüntülerinden gelen bilgileri birleştirerek vücudun 3D sanal bir penceresini çıkarıyor.

Tıpkı otomobillerdeki elektronik yol bulma sistemleri gibi CT bilgileri de anatomik yapıların ve nihai noktanın yani yaranın gösterildiği ilgi alanının bir haritasını sunuyor. Hatta bu haritanın içinde iğnenin yanından bile geçmemesi gereken alanlara dikkat çeken tedavi öncesi bilgi notları bile var. Bu haritanın üstü hastanın gerçek zamanlı ultrason görüntüleriyle kaplanıyor. Her bir CT görüntüsüyle her bir ultrason görüntüsü arasındaki bütün benzer noktaları keşfeden Siemens'in eşsiz yazılımı bu her ikisi arasındaki uyuşmaları hızlı bir şekilde yaratıyor.~

Daha şimdiden veri zengini olan bu ortama elbette ki üçüncü bir bileşenin de eklenmesi gerekir: İğnenin ucunun gerçek zamanlı konumunun... eSieFusion görüntülemenin "eSie Guide iğne takip" teknolojisi, bunu resmin içine entegre etmek için zayıf bir manyetik alan yaratan harici bir kutudan faydalanıyor. Ultrason dönüştürücü üzerindeki bir konum sensörünün ve iğnenin ucunun içindeki minik bir bobinin yardımıyla bu kutu manyetik alan içinde hareket ettikçe her ikisinin de konumlarını izliyor.

Kapoor, "Bu izleme kutusu bu bilgileri ultrason makinesine geri gönderiyor ve tescilli bir matematiksel model aracılığıyla ultrason görüntünün koordinatları ile iğnenin onun içindeki konumu, eSieFusion görüntüleme uygulamasında grafik üzerinde birleştiriliyor" diyor.

Üç saniyede otomatik cevaplar. Tüm bunlar içinde kilit özellik ise eSieFusion görüntülemenin, ultrason görüntüleri otoma-tikman CT görüntüleri ile üst üste çakıştırma yeteneğidir. Vücudun tıpatıp aynı bölümlerini gösterirken bile bu iki yöntem radikal anlamda bambaşka gözüken resimler sunduğundan, bu aslında çok ciddi bir başarıdır.

Siemens bilim insanları bunun üstesinden gelmek için eSieFusion görüntülemenin her bir CT görüntüsü dilimini sözde bir ultrason görüntüsüne dönüştürmesine izin veren yeni bir teknolojiyle ortaya çıktı.

Çakışmayı optimumlaştırmak için tasarlanmış ikinci bir adımda, eSieFusion görüntüleme, sözde ultrason görüntülerini incelenen alanın gerçek zamanlı ultrason örnek numuneleriyle karşılaştırır. Ancak bu süreç, "sadece" iki görüntünün birbiriyle kıyaslanmasından açık ara farkla çok daha karmaşıktır.

Sonuçta bu CT görüntüsü her biri ayrı birer görüntü olan yüzlerce "dilimden" oluşan 3D bir oluşumdur. Bu yüzden bu yeni birleştirme teknolojisi, "CT görüntü oluşumunu döndürür, bir dilim içindeki her bir noktanın konumunu hesaplar ve bir derecelik dönüşün her bir kesiriyle simüle edilmiş bir ultrason görüntüsü yaratır. Ardından bu teknoloji kendi noktalarının tümünü en son gerçek zamanlı ultrason görüntüsüyle karşılaştırır, benzerlikleri hesaplar ve aralarından en iyi benzerlikleri seçer" diyor Kapoor.

Bu süreç, son derece hızlı olmakla kalmıyor ama aynı zamanda olağanüstü de güvenilir. Diallo, "Bu sistem sürekli olarak bütün görüntülerdeki değerlerin hepsini birbirleriyle kıyaslayarak onların tümünün aynı hizaya gelmelerini sağlıyor. Bu oluşumun içinden geçerken resimden resime bütün benzerlikleri maksimumlaştırıyor" diyor.~

Diallo ve Kapoor, Siemens teknolojilerinin bu tescilli kombinasyonunun eSieFusion görüntülemeyi piyasadaki diğer bütün sistemlerden farklılaştıran hızlandırılmış bir iş akışı ortaya çıkardığına dikkat çekiyor. Kapoor, "Diğer sistemler CT ile US görüntülerindeki işaretlerin aynı hizaya getirilmeleri için bir doktora gereksinim duyuyor.

Bu durum ise işin süresini uzatıyor. Oysa bizim sistemimiz, manuel bir seçenek de sunuyor olsa da çoğu durumda otomatik bir cevap sağlıyor ve işlem sadece yaklaşık 3 saniye sürüyor" diyor. eSieFusion görüntüleme, her iki görüntü setinin çakıştırılması işlemini tamamladıktan sonra artık müdahaleli prosedür başlatılabilir.

eSie Guide özelliği iğnenin optimum güzergahını gösteren 2 tane sarı kılavuz çizgi üretir. Bu sistem aynı zamanda ultrason görüntü üzerinde iğnenin kendi hedefiyle tahmini kesişme noktasını gösteren noktalı bir grafiği de ekrana yansıtır. İğne hedefine doğru ilerledikçe, bu noktalar giderek daha küçülür.

İğne hedefine saplandığında ise hücreler emilir ve laboratuvar tahliline gönderilmek üzere çekirdek doku örneği çıkarılır. Ancak kanserli yaraların heterojen doğaları yüzünden bu birkaç defa tekrarlanmalıdır.

Şayet kötü huylu hücreler olduğu ortaya çıkarsa metastas tehditini minimum seviyeye indirgemek için genellikle kemoterapi uygulamasına başlanılır. Takip aşaması boyunca bu yaranın tedaviye karşı verdiği tepki eSieFusion görüntüleme kullanan bir ayakta tedavi temelinde izlenebilir.

Eğer yara kemoterapiye cevap vermiyorsa o zaman eSieFusion görüntüleme bir sonraki tedavi seçeneği olan ve diğer hepsinden çok daha kesin sonuç veren ameliyatla çıkarma yöntemine geçer. Burada iğne hedefin içinde konumlandırıldıktan sonra onun ucundaki sensörün yerini ısı uygulayan bir elektrod alır.

Kapoor, "Bu iş olurken hücrelerin içindeki su molekülleri gaz formuna geçer ve hiper yankılama özelliğine sahip olur. Yaranın açıklamalı taslağı bağlamında, doktorlar geriye kalan yarayı yok eden elektrodu izleyebilir" diyor.

İleriye bakmak. ESieFusion görüntülemenin ticari anlamda piyasaya sürülüşü yeni olsa da ilk benimseyenler aldıkları sonuçlardan fevkalade memnun. Almanya, Münih Üniversitesi Grosshadern Hastanesi'ndeki Disiplinlerarası Ultrason Merkezi'nin bölüm başkanı ve bu sistemi ilk defa test edenlerden biri olan yardımcı profesör Dr. Dirk-Andre Clevert, "Onun sayesinde iş akışımızı hızlandırdık" diyor.

Bunun dışında eSieFusion görüntüleme daha şimdiden manyetik rezonanslı görüntülemeyi (MRI) desteklediğinden, çok yakında bu yöntem yardımıyla görüntülerin otomatikman çakıştırılması da gündeme gelecek. MRI sayesinde sinirlerin de görülmesi mümkün olduğundan böylesi bir adımla güvenlik seviyesi daha da artırılabilir.

Arthur F. Pease