медицински слики

Вилхелм Рентген ги открил рендгенските зраци во 1896 година, а првата рендгенска снимка на градниот кош во 1900 година. Потоа се појавува рендгенската цевка. И како изгледа денес. Ќе дознаете во написот подолу.

1806 Филип Бозини го развива ендоскопот во Мајнц, објавувајќи по повод „Der Lichtleiter“, учебник за проучување на вдлабнатините на човечкото тело. Првиот што го употреби овој уред во успешна операција беше Французинот Антонин Жан Дезорме. Пред пронаоѓањето на електричната енергија, надворешните извори на светлина се користеле за испитување на мочниот меур, матката и дебелото црево, како и носните шуплини.

1. Првата рендгенска снимка - раката на сопругата на Рентген

1896 Вилхелм Рентген ги открива рендгенските зраци и нивната способност да навлезат во цврсти материи. Првите специјалисти на кои тој им ги покажал своите „рентгенограми“ не биле лекари, туку колегите на Рентген - физичари (1). Клиничкиот потенцијал на овој пронајдок беше препознаен неколку недели подоцна кога во медицинско списание беше објавена рендгенска снимка од парче стакло во прст на четиригодишно дете. Во текот на следните неколку години, комерцијализацијата и масовното производство на рендгенски цевки ја проширија новата технологија низ целиот свет.

1900 Прво рендген на граден кош. Широката употреба на градна радиографија овозможи да се открие туберкулозата во рана фаза, која беше една од најчестите причини за смрт во тоа време.

1906-1912 Првите обиди да се користат контрастни средства за подобро испитување на органите и крвните садови.

1913 Се појавува вистинска рендгенска цевка наречена топла катодна вакуумска цевка, која користи ефикасен контролиран извор на електрони преку феноменот на термионска емисија. Тој воведе нова ера во медицинската и индустриската радиолошка практика. Неговиот творец беше американскиот пронаоѓач Вилијам Д. Кулиџ (2), популарно познат како „таткото на рендгенската цевка“. Заедно со подвижна мрежа создадена од радиологот од Чикаго, Холис Потер, ламбата Кулиџ ја направи радиографијата непроценлива алатка за лекарите за време на Првата светска војна.

1916 Не сите рендгенски снимки беа лесни за читање - понекогаш ткивото или предметите го прикриваа она што се испитуваше. Така, францускиот дерматолог Андре Бокаж развил метод за емитување на Х-зраци под различни агли, со што се елиминирани таквите тешкотии. Неговиот.

1919 Се појавува пневмоенцефалографија, која е инвазивна дијагностичка процедура на централниот нервен систем. Се состоеше од замена на дел од цереброспиналната течност со воздух, кислород или хелиум, внесен преку пункција во 'рбетниот канал и правење рендген на главата. Гасовите имале добар контраст со вентрикуларниот систем на мозокот, што овозможило да се добијат слики од коморите. Методот беше широко користен во средината на дваесеттиот век, но беше речиси целосно напуштен во 80-тите, бидејќи испитувањето беше исклучително болно за пациентот и носеше сериозен ризик од компликации.

30 и 40 година Енергијата на ултразвучните бранови почнува да се користи нашироко во физичката медицина и рехабилитацијата. Русинот Сергеј Соколов експериментира со користење на ултразвук за да открие метални дефекти. Во 1939 година користи фреквенција од 3 GHz, што, сепак, не обезбедува задоволителна резолуција на сликата. Во 1940 година, Хајнрих Гор и Томас Ведекинд од Медицинскиот универзитет во Келн, Германија, во својот труд „Der Ultraschall in der Medizin“ ја претставија можноста за ултразвучна дијагностика заснована на техники на ехо-рефлекс слични на оние што се користат при откривање на дефекти на металите. .

Авторите претпоставуваа дека овој метод ќе овозможи откривање на тумори, ексудати или апсцеси. Сепак, тие не беа во можност да објават убедливи резултати од нивните експерименти. Познати се и ултразвучните медицински експерименти на Австриецот Карл Т.

1937 Полскиот математичар Стефан Качмарц во своето дело „Техника на алгебарска реконструкција“ ги формулира теоретските основи на методот на алгебарска реконструкција, кој потоа се користел во компјутерската томографија и обработката на дигиталниот сигнал.

40-тите години. Воведување на томографска слика со помош на рендгенска цевка која се ротира околу телото на пациентот или поединечните органи. Ова ни овозможи да видиме анатомски детали и патолошки промени во деловите.

1946 Американските физичари Едвард Персел и Феликс Блох независно ја измислиле нуклеарната магнетна резонанца NMR (3). Тие ја добија Нобеловата награда за физика за „развојот на нови методи на прецизно мерење и поврзани откритија во областа на нуклеарниот магнетизам“.

3. Комплет опрема за NMR

1950 се крева права линија скенер, составена од Бенедикт Касин. Оваа верзија на уредот се користеше до раните 70-ти со различни фармацевтски препарати базирани на радиоактивни изотопи за сликање на органи низ телото.

1953 Гордон Браунел од Технолошкиот институт во Масачусетс создава уред кој е претходник на модерната ПЕТ камера. Со негова помош, тој и неврохирургот Вилијам Х. Свит успеваат да дијагностицираат тумори на мозокот.

1955 Се развиваат динамични засилувачи на слики со рендген за да се произведат снимки со рендген од подвижни слики на ткива и органи. Овие рендгенски снимки дадоа нови информации за функциите на телото како што се срцето што чука и системот на крвните садови.

1955-1958 Шкотскиот лекар Иан Доналд почнува нашироко да користи ултразвучни тестови за медицинска дијагностика. Се занимава со гинекологија. Неговата статија, „Истражување на абдоминалните маси со пулсен ултразвук“, објавена на 7 јуни 1958 година, во медицинското списание Лансет, ја дефинираше употребата на технологијата за ултразвук и ја постави основата за пренатална дијагноза (4).

1957 Развиен е првиот ендоскоп со оптички влакна - гастроентерологот Базили Хиршовиц и неговите колеги од Универзитетот во Мичиген патентираат оптички влакна, полуфлексибилен гастроскоп.

1958 Хал Оскар Анџер на годишниот состанок на Американското здружение за нуклеарна медицина презентира комора за сцинтилација која овозможува динамична визуелизација на човечки органи. Уредот влегува на пазарот една деценија подоцна.

1963 Новопечениот доктор Дејвид Кул, заедно со неговиот пријател, инженерот Рој Едвардс, на светот му ја презентираат првата заедничка работа, резултат на неколкугодишна подготовка: првиот апарат во светот за т.н. емисиона томографијана кој му го даваат името Марко II. Во следните години се развиваат попрецизни теории и математички модели, се вршат бројни студии и се градат сè понапредни машини. Конечно, во 1976 година, Џон Кис ја создаде првата машина SPECT - томографија со единечна емисиона фотон - врз основа на искуството на Кул и Едвардс.

1967-1971 Користејќи го алгебарскиот метод на Стефан Качмарц, англискиот електроинженер Годфри Хаунсфилд ги создава теоретските основи на компјутерската томографија. Во следните години го изградил првиот работен CT скенер, EMI (5), кој го извршил првиот човечки преглед во 1971 година во болницата Аткинсон Морли во Вимблдон. Уредот влезе во производство во 1973 година. Во 1979 година, Хаунсфилд, заедно со американскиот физичар Алан М. Кормак, ја доби Нобеловата награда за нивниот придонес во развојот на компјутерската томографија.

5. Скенер за електромагнетни пречки

1973 Американскиот хемичар Пол Лаутербур (6) откри дека со воведување на градиенти на магнетно поле кое минува низ дадена супстанција, можно е да се анализира и да се одреди составот на оваа супстанца. Научникот ја користи оваа техника за да создаде слика што прави разлика помеѓу нормална и тешка вода. Врз основа на неговата работа, англискиот физичар Питер Менсфилд гради своја теорија и покажува како брзо и прецизно да се слика внатрешната структура.

Резултатот од работата на двајцата научници беше неинвазивен медицински тест познат како магнетна резонанца или МРИ. Во 1977 година, машината за магнетна резонанца, развиена од американските лекари Рејмонд Дамадијан, Лари Минкоф и Мајкл Голдсмит, беше користена за прв пат за проучување на личност. Лаутербур и Менсфилд заедно ја добија Нобеловата награда за физиологија или медицина во 2003 година.

1974 Американецот Мајкл Фелпс развива камера за позитронска емисиона томографија (ПЕТ). Првиот комерцијален ПЕТ скенер беше создаден благодарение на работата на Фелпс и Мишел Тер-Погосијан, кои го предводеа создавањето на системот од EG&G ORTEC. Скенерот беше инсталиран во UCLA во 1974 година. Бидејќи клетките на ракот ја метаболизираат гликозата десет пати побрзо од нормалните клетки, малигните тумори се појавуваат како светли точки на ПЕТ скеновите (7).

1976 Хирургот Андреас Грунциг претставува коронарна ангиопластика во Универзитетската болница во Цирих, Швајцарија. Овој метод користи флуороскопија за лекување на стеноза на крвните садови.

1978 се крева дигитална радиографија. За прв пат, слика од рендгенски систем се претвора во дигитална датотека, која потоа може да се обработи за појасна дијагноза и дигитално да се складира за идни истражувања и анализи.

80-тите години. Даглас Бојд ја воведува техниката на томографија со електронски сноп. Таквите скенери за томографија (EBT) користеле магнетски управуван зрак од електрони за да создадат прстен од рендгенски зраци.

1984 Првата 3Д обработка на слики е воведена со користење на дигитални компјутери и КТ или МРИ податоци за да се создадат XNUMXД слики од коски и органи.

1989 Станува во употреба спирална компјутерска томографија (спирална КТ). Ова е тест кој се состои од комбинација на континуирано ротационо движење на системот за детектор на светилка и движење на масата над површината за тестирање (8). Важна предност на спиралната томографија е намалувањето на времето на испитување (ви овозможува да добиете слики од неколку десетици слоеви во едно скенирање кое трае неколку секунди), собирање на читања од целиот волумен, вклучително и слоеви на органи, кои беа помеѓу скенирањата со традиционална КТ, како и оптимална конверзија на скенирање благодарение на новиот софтвер. Пионер на новиот метод беше директорот за истражување и развој на Сименс, д-р Вили А. Календер. Наскоро и други производители тргнаа по стапките на Сименс.

8. Шема на спирална компјутерска томографија

1993 Да се ​​развие техника на ехопланарна слика (EPI) која ќе им овозможи на системите за МРИ да детектираат акутен мозочен удар во рана фаза. EPI, исто така, обезбедува функционална слика, како што е активноста на мозокот, дозволувајќи им на лекарите да ја проучуваат функцијата на различни делови од мозокот.

1998 Таканаречените мултимодални ПЕТ студии заедно со компјутеризирана томографија. Ова го направи д-р Дејвид В. Таунсенд од Универзитетот во Питсбург заедно со Рон Нат, специјалист за ПЕТ системи. Ова отвори огромни можности за метаболичко и анатомско снимање на пациентите со рак. Првиот прототип на PET/CT скенер, дизајниран и изграден од CTI PET Systems во Ноксвил, Тенеси, започна со работа во 1998 година.

2018 MARS Bioimaging ја претставува технологијата во боја i 3D медицински слики (9), која наместо црно-бели фотографии од внатрешноста на телото нуди сосема нов квалитет во медицината - слики во боја.

Новиот тип на скенер користи технологија Medipix, која првпат беше развиена за научниците од Европската организација за нуклеарни истражувања (ЦЕРН) за следење на честичките во Големиот хадронски судирач користејќи компјутерски алгоритми. Наместо да ги снима рендгенските зраци додека минуваат низ ткивото и како се апсорбираат, скенерот го детектира точното ниво на енергија на рендгенските зраци додека удираат во различни делови од телото. Потоа ги претвора резултатите во различни бои кои одговараат на коските, мускулите и другите ткива.

9. Пресек во боја на рачниот зглоб, направен со помош на технологијата MARS Bioimaging.

Класификација на медицински слики

1. Рентген (рентген) Ова е рентген на телото со проектирање на рендгенски зраци на филм или детектор. Меките ткива се визуелизираат откако ќе се администрира контраст. Методот, кој се користи главно за дијагностицирање на скелетниот систем, се карактеризира со мала точност и низок контраст. Покрај тоа, зрачењето има негативен ефект - 99% од дозата се апсорбира од испитуваниот организам.

2. томографија (грчки - пресек) - колективно име на дијагностички методи кои вклучуваат добивање слика на пресек на телото или дел од него. Томографските методи се поделени во неколку групи:

• UZI (UZI) – неинвазивен метод кој користи брановидни феномени на звук на границите на различни медиуми. Користи ултразвучни (2-5 MHz) и пиезоелектрични трансдуктори. Сликата се движи во реално време;
• компјутеризирана томографија (КТ) – користи компјутерски контролирани рендгенски зраци за да создаде слики од телото. Употребата на Х-зраци го приближува КТ до рендген, но рендгенските зраци и КТ скеновите даваат различни информации. Вистина е дека искусен радиолог, исто така, може да заклучи тродимензионална локација на, на пример, тумор од слика на рентген, но рендгенските зраци, за разлика од КТ скеновите, се инхерентно дводимензионални;
• магнетна резонанца (МРИ) – Овој тип на томографија користи радио бранови за испитување на пациенти сместени во силно магнетно поле. Добиената слика се заснова на радио бранови емитирани од ткивата што се испитуваат, кои генерираат повеќе или помалку интензивни сигнали во зависност од хемиската средина. Сликата на телото на пациентот може да се зачува како компјутерски податоци. МНР, како КТ, обезбедува XNUMXD и XNUMXD слики, но понекогаш е многу почувствителен метод, особено за разликување на меките ткива;
• позитронска емисиона томографија (ПЕТ) – регистрација на компјутерски слики на промени во метаболизмот на шеќерот што се случуваат во ткивата. На пациентот му се дава инјекција на супстанца која е комбинација од шеќер и шеќер означен со изотоп. Последново овозможува лоцирање на ракот бидејќи клетките на ракот поефикасно ги апсорбираат молекулите на шеќер од другите телесни ткива. По земањето на радио означен шеќер, пациентот лежи прибл.
• 60 минути додека означениот шеќер циркулира во неговото тело. Ако има тумор во телото, шеќерот мора ефективно да се акумулира во него. Потоа, пациентот, поставен на масата, постепено се внесува во ПЕТ скенерот - 6-7 пати во текот на 45-60 минути. ПЕТ скенер се користи за да се одреди дистрибуцијата на шеќер во ткивата на телото. Благодарение на анализата на КТ и ПЕТ скенови, може подобро да се опише можен тумор. Компјутерски обработената слика ја анализира радиолог. ПЕТ може да открие абнормалности дури и ако другите методи укажуваат на нормално ткиво. Исто така, овозможува да се дијагностицираат повторувањата на ракот и да се одреди ефективноста на третманот - како што туморот се намалува, неговите клетки метаболизираат сè помалку шеќер;
• Единечна фотонска емисиона томографија (SPECT) – томографска технологија од областа на нуклеарната медицина. Користејќи гама зрачење, можно е да се создаде просторна слика за биолошката активност на кој било дел од телото на пациентот. Овој метод ви овозможува да го визуелизирате протокот на крв и метаболизмот во дадена област. Користи радиофармацевтски препарати. Тие се хемиски соединенија кои се состојат од два елементи - трагач, кој е радиоактивен изотоп, и носител кој може да се депонира во ткивата и органите и да ја надмине крвно-мозочната бариера. Носачите често имаат својство на селективно врзување за антителата на клетките на туморот. Тие се населуваат во количини пропорционални со метаболизмот; 
• оптичка кохерентна томографија (ОКТ) - нов метод сличен на ултразвук, но пациентот се испитува со помош на зрак светлина (интерферометар). Се користи за очен преглед во дерматологија и стоматологија. Позадинско расфрлана светлина ни ја кажува позицијата на местата долж патеката на светлосниот зрак каде што се менува индексот на рефракција.

3. Сцинтиграфија – овде добиваме слика за органите, а пред се нивната активност, користејќи мали дози на радиоактивни изотопи (радиофармацевтски препарати). Оваа техника се заснова на однесувањето на одредени фармацевтски лекови во телото. Тие дејствуваат како транспортно возило за изотопот што се користи. Обележаниот лек се акумулира во органот што се испитува. Радиоизотопот емитира јонизирачко зрачење (најчесто гама зрачење), продирајќи надвор од телото, каде што го снима таканаречената гама камера.