mediese beelding

In 1896 het Wilhelm Roentgen X-strale ontdek, en in 1900 die eerste borskas X-straal. Dan kom die X-straalbuis. En hoe dit vandag lyk. Jy sal uitvind in die artikel hieronder.

1806 Philippe Bozzini ontwikkel die endoskoop in Mainz en publiseer by geleentheid "Der Lichtleiter" - 'n handboek oor die studie van die uitsparings van die menslike liggaam. Die eerste wat hierdie toestel in 'n suksesvolle operasie gebruik het, was die Fransman Antonin Jean Desormeaux. Voor die uitvinding van elektrisiteit is eksterne ligbronne gebruik om die blaas, baarmoeder en kolon, sowel as die neusholtes te ondersoek.

1. Die eerste X-straal - die hand van Roentgen se vrou

1896 Wilhelm Roentgen ontdek X-strale en hul vermoë om vaste stowwe binne te dring. Die eerste spesialiste aan wie hy sy “roentgenograms” gewys het, was nie dokters nie, maar Roentgen se kollegas – fisici (1). Die kliniese potensiaal van hierdie uitvinding is 'n paar weke later erken, toe 'n X-straal van 'n skerf glas in die vinger van 'n vierjarige kind in 'n mediese joernaal gepubliseer is. Oor die volgende paar jaar het die kommersialisering en massaproduksie van X-straalbuise die nuwe tegnologie oor die wêreld versprei.

1900 Eerste borskas x-straal. Die wydverspreide gebruik van borskas x-strale het dit moontlik gemaak om tuberkulose in 'n vroeë stadium op te spoor, wat op daardie stadium een ​​van die mees algemene oorsake van dood was.

1906-1912 Die eerste pogings om kontrasmiddels te gebruik vir beter ondersoek van organe en vate.

1913 'n Regte X-straalbuis, wat 'n warmkatode-vakuumbuis genoem word, is besig om te voorskyn te kom, wat 'n doeltreffende beheerde elektronbron gebruik as gevolg van die verskynsel van termiese emissie. Hy het 'n nuwe era in mediese en industriële radiologiese praktyk geopen. Die skepper daarvan was die Amerikaanse uitvinder William D. Coolidge (2), algemeen bekend as die "vader van die X-straalbuis." Saam met 'n bewegende rooster wat deur die Chicago-radioloog Hollis Potter geskep is, het die Coolidge-lamp radiografie 'n onskatbare hulpmiddel gemaak vir dokters tydens die Eerste Wêreldoorlog.

1916 Nie alle radiografieë was maklik om te lees nie – soms het weefsels of voorwerpe wat ondersoek is, verduister. Daarom het die Franse dermatoloog André Bocage 'n metode ontwikkel om X-strale vanuit verskillende hoeke uit te straal, wat sulke probleme uitgeskakel het. Sy .

1919 Pneumoencefalografie verskyn, wat 'n indringende diagnostiese prosedure van die sentrale senuweestelsel is. Dit het bestaan ​​uit die vervanging van 'n deel van die serebrospinale vloeistof met lug, suurstof of helium, ingebring deur 'n punksie in die ruggraatkanaal, en die uitvoer van 'n x-straal van die kop. Die gasse was goed gekontrasteer met die ventrikulêre sisteem van die brein, wat dit moontlik gemaak het om 'n beeld van die ventrikels te verkry. Die metode is wyd gebruik in die middel van die 80ste eeu, maar is amper heeltemal laat vaar in die XNUMX's, aangesien die ondersoek uiters pynlik vir die pasiënt was en met 'n ernstige risiko van komplikasies verband hou.

30's en 40's In fisiese medisyne en rehabilitasie begin die energie van ultrasoniese golwe wyd gebruik word. Die Russiese Sergey Sokolov eksperimenteer met die gebruik van ultraklank om metaaldefekte op te spoor. In 1939 gebruik hy 'n frekwensie van 3 GHz, wat egter nie bevredigende beeldresolusie verskaf nie. In 1940 het Heinrich Gohr en Thomas Wedekind van die Mediese Universiteit van Keulen, Duitsland, in hul artikel "Der Ultraschall in der Medizin" die moontlikheid voorgehou van ultraklankdiagnostiek gebaseer op eggoreflekstegnieke soortgelyk aan dié wat gebruik word in die opsporing van metaaldefekte. .

Die skrywers het veronderstel dat hierdie metode die opsporing van gewasse, ekssudate of absesse sal toelaat. Hulle kon egter nie oortuigende resultate van hul eksperimente publiseer nie. Ook bekend is die ultrasoniese mediese eksperimente van die Oostenryker Karl T. Dussik, 'n neuroloog van die Universiteit van Wene in Oostenryk, wat in die laat 30's begin is.

1937 Die Poolse wiskundige Stefan Kaczmarz formuleer in sy werk "Technique of Algebric Reconstruction" die teoretiese grondslae van die metode van algebraïese rekonstruksie, wat toe in rekenaartomografie en digitale seinverwerking toegepas is.

40's. Die bekendstelling van 'n tomografiese beeld met behulp van 'n x-straalbuis wat om die pasiënt se liggaam of individuele organe geroteer word. Dit het dit moontlik gemaak om die besonderhede van die anatomie en patologiese veranderinge in die afdelings te sien.

1946 Amerikaanse fisici Edward Purcell en Felix Bloch het onafhanklik kernmagnetiese resonansie KMR uitgevind (3). Hulle is met die Nobelprys in Fisika bekroon vir "die ontwikkeling van nuwe metodes van presiese meting en verwante ontdekkings op die gebied van kernmagnetisme."

3. Stel KMR-toerusting

1950 styg reglynige skandeerder, saamgestel deur Benedict Cassin. Die toestel in hierdie weergawe is tot die vroeë 70's gebruik met verskeie radioaktiewe isotoop-gebaseerde farmaseutiese middels om organe regdeur die liggaam te beeld.

1953 Gordon Brownell van die Massachusetts Institute of Technology skep 'n toestel wat die voorloper van die moderne PET-kamera is. Met haar hulp kry hy saam met neurochirurg William H. Sweet dit reg om breingewasse te diagnoseer.

1955 Dinamiese x-straalbeeldversterkers word ontwikkel wat dit moontlik maak om x-straalbeelde van bewegende beelde van weefsels en organe te verkry. Hierdie x-strale het nuwe inligting verskaf oor liggaamsfunksies soos die kloppende hart en die bloedsomloopstelsel.

1955-1958 Die Skotse dokter Ian Donald begin ultraklanktoetse wyd gebruik vir mediese diagnose. Hy is 'n ginekoloog. Sy artikel "Investigation of Abdominal Masses with Pulsed Ultrasound", gepubliseer op 7 Junie 1958 in die mediese joernaal The Lancet, het die gebruik van ultraklanktegnologie omskryf en die grondslag gelê vir prenatale diagnose (4).

1957 Die eerste optiesevesel-endoskoop is ontwikkel - gastroënteroloog Basili Hirshowitz en sy kollegas van die Universiteit van Michigan patenteer 'n optiesevesel, semi-buigsame gastroskoop.

1958 Hal Oscar Anger bied by die jaarvergadering van die American Society for Nuclear Medicine 'n skitterkamer aan wat dinamiese beeldvorming van menslike organe. Die toestel betree die mark na 'n dekade.

1963 Vars gemunt Dr David Kuhl, saam met sy vriend, ingenieur Roy Edwards, bied aan die wêreld die eerste gesamentlike werk, die resultaat van etlike jare se voorbereiding: die wêreld se eerste apparaat vir die sg. emissie tomografiewat hulle die Mark II noem. In die daaropvolgende jare is meer akkurate teorieë en wiskundige modelle ontwikkel, talle studies is uitgevoer en al hoe meer gevorderde masjiene is gebou. Ten slotte, in 1976, skep John Keyes die eerste SPECT-masjien - enkelfoton-emissietomografie - gebaseer op die ervaring van Cool en Edwards.

1967-1971 Deur die algebraïese metode van Stefan Kaczmarz te gebruik, skep die Engelse elektriese ingenieur Godfrey Hounsfield die teoretiese grondslae van rekenaartomografie. In die daaropvolgende jare bou hy die eerste werkende EMI CT-skandeerder (5), waarop die eerste ondersoek van 'n persoon in 1971 by die Atkinson Morley-hospitaal in Wimbledon uitgevoer word. Die toestel is in 1973 in vervaardiging gebring. In 1979 is Hounsfield, saam met die Amerikaanse fisikus Allan M. Cormack, die Nobelprys bekroon vir hul bydrae tot die ontwikkeling van rekenaartomografie.

5. EMI Skandeerder

1973 Die Amerikaanse chemikus Paul Lauterbur (6) het ontdek dat deur die inbring van gradiënte van 'n magneetveld wat deur 'n gegewe stof gaan, 'n mens die samestelling van hierdie stof kan ontleed en uitvind. Die wetenskaplike gebruik hierdie tegniek om 'n beeld te skep wat tussen normale en swaar water onderskei. Op grond van sy werk bou die Engelse fisikus Peter Mansfield sy eie teorie en wys hoe om 'n vinnige en akkurate beeld van die interne struktuur te maak.

Die resultaat van die werk van beide wetenskaplikes was 'n nie-indringende mediese ondersoek, bekend as magnetiese resonansbeelding of MRI. In 1977 is die MRI-masjien, ontwikkel deur die Amerikaanse dokters Raymond Damadian, Larry Minkoff en Michael Goldsmith, die eerste keer gebruik om 'n persoon te ondersoek. Lauterbur en Mansfield is gesamentlik bekroon met die 2003 Nobelprys in Fisiologie of Geneeskunde.

1974 Die Amerikaner Michael Phelps ontwikkel 'n Positron Emission Tomography (PET) kamera. Die eerste kommersiële PET-skandeerder is geskep danksy die werk van Phelps en Michel Ter-Poghosyan, wat die ontwikkeling van die stelsel by EG&G ORTEC gelei het. Die skandeerder is in 1974 by UCLA geïnstalleer. Omdat kankerselle glukose tien keer vinniger as normale selle metaboliseer, verskyn kwaadaardige gewasse as helder kolle op 'n PET-skandering (7).

1976 Chirurg Andreas Grünzig bied koronêre angioplastiek aan by die Universiteitshospitaal Zurich, Switserland. Hierdie metode gebruik fluoroskopie om bloedvatstenose te behandel.

1978 styg digitale radiografie. Vir die eerste keer word 'n beeld van 'n X-straalstelsel in 'n digitale lêer omgeskakel, wat dan vir 'n duideliker diagnose verwerk en digitaal gestoor kan word vir toekomstige navorsing en ontleding.

80's. Douglas Boyd stel die metode van elektronstraaltomografie bekend. EBT-skandeerders het 'n magneties-beheerde straal elektrone gebruik om 'n ring van X-strale te skep.

1984 Die eerste 3D-beelding wat digitale rekenaars en CT- of MRI-data gebruik, verskyn, wat lei tot XNUMXD-beelde van bene en organe.

1989 Spiraal-rekenaartomografie (spiraal-CT) kom in gebruik. Dit is 'n toets wat 'n deurlopende rotasiebeweging van die lampdetektorstelsel en beweging van die tafel oor die toetsoppervlak kombineer (8). 'n Belangrike voordeel van spiraaltomografie is die vermindering van die ondersoektyd (dit maak dit moontlik om 'n beeld van 'n paar dosyn lae in een skandering wat 'n paar sekondes duur), die versameling van lesings van die hele volume, insluitend die lae van die orgaan, wat tussen skanderings met tradisionele CT, sowel as die optimale transformasie van die skandering danksy nuwe sagteware. Die baanbreker van die nuwe metode was Siemens Direkteur van Navorsing en Ontwikkeling Dr. Willy A. Kalender. Ander vervaardigers het gou in die voetspore van Siemens gevolg.

8. Skema van spiraal-rekenaartomografie

1993 Ontwikkel 'n eggoplanêre beeldvorming (EPI) tegniek wat MRI-stelsels sal toelaat om akute beroerte op 'n vroeë stadium op te spoor. EPI verskaf ook funksionele beelding van, byvoorbeeld, breinaktiwiteit, wat klinici toelaat om die funksie van verskillende dele van die brein te bestudeer.

1998 Die sogenaamde multimodale PET-eksamens saam met rekenaartomografie. Dit is gedoen deur dr. David W. Townsend van die Universiteit van Pittsburgh, saam met Ron Nutt, 'n PET-stelselspesialis. Dit het groot geleenthede vir metaboliese en anatomiese beeldvorming van kankerpasiënte geopen. Die eerste prototipe PET/CT-skandeerder, ontwerp en gebou deur CTI PET Systems in Knoxville, Tennessee, het in 1998 in werking gestel.

2018 MARS Bioimaging stel die kleur i-tegniek bekend XNUMXD mediese beelding (9), wat, in plaas van swart en wit foto's van die binnekant van die liggaam, 'n heeltemal nuwe kwaliteit in medisyne bied - kleurbeelde.

Die nuwe soort skandeerder gebruik Medipix-tegnologie, wat eers ontwikkel is vir wetenskaplikes by die Europese Organisasie vir Kernnavorsing (CERN) om deeltjies by die Large Hadron Collider op te spoor met behulp van rekenaaralgoritmes. In plaas daarvan om X-strale aan te teken soos hulle deur weefsels beweeg en hoe dit geabsorbeer word, bepaal die skandeerder die presiese energievlak van X-strale soos hulle verskillende dele van die liggaam tref. Dit omskep dan die resultate in verskillende kleure om by bene, spiere en ander weefsels te pas.

9. Gekleurde gedeelte van die pols, gemaak met behulp van MARS Bioimaging tegnologie.

Klassifikasie van mediese beelding

1. Roentgen (x-straal) dit is 'n x-straal van die liggaam met die projeksie van x-strale op 'n film of detektor. Sagte weefsel word gevisualiseer na kontrasinspuiting. Die metode, wat hoofsaaklik gebruik word in die diagnose van die skeletstelsel, word gekenmerk deur lae akkuraatheid en lae kontras. Daarbenewens het bestraling 'n negatiewe effek - 99% van die dosis word deur die toetsorganisme geabsorbeer.

2. tomografie (Grieks - deursnit) - die versamelnaam van diagnostiese metodes, wat bestaan ​​uit die verkryging van 'n beeld van 'n deursnit van 'n liggaam of deel daarvan. Tomografiese metodes word in verskeie groepe verdeel:

• Ultraklank (ultraklank) is 'n nie-indringende metode wat die golfverskynsels van klank op die grense van verskeie media gebruik. Dit gebruik ultrasoniese (2-5 MHz) en piëso-elektriese omskakelaars. Die beeld beweeg in reële tyd;
• rekenaartomografie (CT) gebruik rekenaarbeheerde x-strale om beelde van die liggaam te skep. Die gebruik van x-strale bring CT nader aan x-strale, maar x-strale en rekenaartomografie verskaf verskillende inligting. Dit is waar dat 'n ervare radioloog ook die driedimensionele ligging van byvoorbeeld 'n gewas uit 'n X-straalbeeld kan aflei, maar X-strale, anders as CT-skanderings, is inherent tweedimensioneel;
• magnetiese resonansie beelding (MRI) - hierdie tipe tomografie gebruik radiogolwe om pasiënte wat in 'n sterk magnetiese veld geplaas is, te ondersoek. Die gevolglike beeld is gebaseer op radiogolwe wat deur die ondersoekde weefsels uitgestraal word, wat min of meer intense seine genereer afhangende van die chemiese omgewing. Die liggaamsbeeld van die pasiënt kan as rekenaardata gestoor word. MRI, soos CT, produseer XNUMXD en XNUMXD beelde, maar is soms 'n baie meer sensitiewe metode, veral om sagteweefsels te onderskei;
• positron emissie tomografie (PET) - registrasie van rekenaarbeelde van veranderinge in suikermetabolisme wat in weefsels voorkom. Die pasiënt word ingespuit met 'n stof wat 'n kombinasie van suiker en isotopies gemerkte suiker is. Laasgenoemde maak dit moontlik om die kanker op te spoor, aangesien kankerselle suikermolekules meer doeltreffend opneem as ander weefsels in die liggaam. Na inname van radioaktief gemerkte suiker, lê die pasiënt vir ongeveer.
• 60 minute terwyl die gemerkte suiker in sy liggaam sirkuleer. As daar 'n gewas in die liggaam is, moet suiker doeltreffend daarin opgehoop word. Dan word die pasiënt, wat op die tafel gelê word, geleidelik in die PET-skandeerder ingebring - 6-7 keer binne 45-60 minute. Die PET-skandeerder word gebruik om die verspreiding van suiker in liggaamsweefsels te bepaal. Danksy die ontleding van CT en PET kan 'n moontlike neoplasma beter beskryf word. Die rekenaarverwerkte beeld word deur 'n radioloog ontleed. PET kan abnormaliteite opspoor selfs wanneer ander metodes die normale aard van die weefsel aandui. Dit maak dit ook moontlik om kankerherhalings te diagnoseer en die doeltreffendheid van behandeling te bepaal – soos die gewas krimp, metaboliseer sy selle al hoe minder suiker;
• Enkelfotonemissietomografie (SPECT) – tomografiese tegniek in die veld van kerngeneeskunde. Met behulp van gammastraling kan u 'n ruimtelike beeld skep van die biologiese aktiwiteit van enige deel van die pasiënt se liggaam. Hierdie metode laat jou toe om die bloedvloei en metabolisme in 'n gegewe area te visualiseer. Dit gebruik radiofarmaseutiese middels. Dit is chemiese verbindings wat uit twee elemente bestaan ​​- 'n spoorsnyer, wat 'n radioaktiewe isotoop is, en 'n draer wat in weefsels en organe neergelê kan word en die bloedbreinversperring oorkom. Draers het dikwels die eienskap om selektief aan tumorsel-teenliggaampies te bind. Hulle vestig in hoeveelhede eweredig aan metabolisme; 
• optiese koherensie tomografie (OKT) - 'n nuwe metode soortgelyk aan ultraklank, maar die pasiënt word ondersoek met 'n ligstraal (interferometer). Word gebruik vir oogondersoeke in dermatologie en tandheelkunde. Terugverstrooide lig dui die posisie aan van plekke langs die pad van die ligstraal waar die brekingsindeks verander.

3. Scintigrafie - ons kry hier 'n beeld van organe, en bowenal hul aktiwiteit, deur klein dosisse radioaktiewe isotope (radiofarmaseutika) te gebruik. Hierdie tegniek is gebaseer op die gedrag van sekere farmaseutiese middels in die liggaam. Hulle dien as 'n voertuig vir die isotoop wat gebruik word. Die gemerkte geneesmiddel versamel in die orgaan wat bestudeer word. Die radio-isotoop straal ioniserende straling uit (meestal gammastraling), wat buite die liggaam binnedring, waar die sogenaamde gammakamera opgeneem word.