imazhe mjekësore

Në 1896, Wilhelm Roentgen zbuloi rrezet X, dhe në 1900, rrezen e parë X të gjoksit. Pastaj vjen tubi me rreze X. Dhe si duket sot. Do ta mësoni në artikullin më poshtë.

1806 Philipp Bozzini zhvillon endoskopin në Mainz, duke botuar me rastin "Der Lichtleiter" - një libër shkollor për studimin e skutave të trupit të njeriut. I pari që përdori këtë pajisje në një operacion të suksesshëm ishte francezi Antonin Jean Desormeaux. Para shpikjes së energjisë elektrike, burimet e jashtme të dritës përdoreshin për të ekzaminuar fshikëzën, mitrën dhe zorrën e trashë, si dhe zgavrat e hundës.

1. Rrezja e parë - dora e gruas së Roentgenit

1896 Wilhelm Roentgen zbulon rrezet X dhe aftësinë e tyre për të depërtuar në trupat e ngurtë. Specialistët e parë të cilëve ai u tregoi "roentgenogramet" e tij nuk ishin mjekë, por kolegë të Roentgen - fizikantë (1). Potenciali klinik i kësaj shpikjeje u njoh disa javë më vonë, kur një rreze X e një copë xhami në gishtin e një fëmije katër vjeç u botua në një revistë mjekësore. Gjatë viteve të ardhshme, komercializimi dhe prodhimi masiv i tubave me rreze X përhapi teknologjinë e re në mbarë botën.

1900 X-ray e parë e gjoksit. Përdorimi i gjerë i radiografisë së gjoksit bëri të mundur zbulimin e hershëm të tuberkulozit, i cili në atë kohë ishte një nga shkaqet më të zakonshme të vdekjes.

1906-1912 Përpjekjet e para për të përdorur agjentë kontrasti për ekzaminim më të mirë të organeve dhe enëve të gjakut.

1913 Një tub i vërtetë me rreze X, i quajtur një tub vakum katodë e nxehtë, po shfaqet, i cili përdor një burim elektronik të kontrolluar efikas për shkak të fenomenit të emetimit termik. Ai hapi një epokë të re në praktikën radiologjike mjekësore dhe industriale. Krijuesi i saj ishte shpikësi amerikan William D. Coolidge (2), i njohur gjerësisht si "babai i tubit të rrezeve X". Së bashku me një rrjetë lëvizëse të krijuar nga radiologu i Çikagos, Hollis Potter, llamba Coolidge e bëri radiografinë një mjet të paçmuar për mjekët gjatë Luftës së Parë Botërore.

1916 Jo të gjitha radiografitë ishin të lehta për t'u lexuar - ndonjëherë indet ose objektet errësonin atë që po ekzaminohej. Prandaj, dermatologu francez André Bocage zhvilloi një metodë të emetimit të rrezeve X nga kënde të ndryshme, e cila eliminoi vështirësi të tilla. E tij.

1919 Shfaqet pneumoencefalografia, e cila është një procedurë diagnostike invazive e sistemit nervor qendror. Ai konsistonte në zëvendësimin e një pjese të lëngut cerebrospinal me ajër, oksigjen ose helium, të futur përmes një birë në kanalin kurrizor dhe kryerjen e një radiografie të kokës. Gazrat ishin në kontrast të mirë me sistemin ventrikular të trurit, gjë që bëri të mundur marrjen e një imazhi të ventrikujve. Metoda u përdor gjerësisht në mesin e shekullit të 80-të, por u braktis pothuajse plotësisht në vitet 'XNUMX, pasi ekzaminimi ishte jashtëzakonisht i dhimbshëm për pacientin dhe shoqërohej me një rrezik serioz të komplikimeve.

30 dhe 40 Në mjekësinë fizike dhe rehabilitimin, energjia e valëve ultrasonike ka filluar të përdoret gjerësisht. Rusi Sergey Sokolov po eksperimenton me përdorimin e ultrazërit për të gjetur defekte metalike. Në vitin 1939, ai përdor një frekuencë prej 3 GHz, e cila, megjithatë, nuk ofron rezolucion të kënaqshëm të imazhit. Në vitin 1940, Heinrich Gohr dhe Thomas Wedekind nga Universiteti Mjekësor i Këlnit, Gjermani, paraqitën në artikullin e tyre "Der Ultraschall in der Medizin" mundësinë e diagnostikimit me ultratinguj bazuar në teknikat eko-refleks të ngjashme me ato të përdorura në zbulimin e defekteve metalike. .

Autorët supozuan se kjo metodë do të lejonte zbulimin e tumoreve, eksudateve ose absceseve. Megjithatë, ata nuk mund të publikonin rezultate bindëse të eksperimenteve të tyre. Të njohura janë edhe eksperimentet mjekësore me ultratinguj të austriakit Karl T. Dussik, neurolog nga Universiteti i Vjenës në Austri, të filluara në fund të viteve '30.

1937 Matematicieni polak Stefan Kaczmarz formulon në veprën e tij "Teknika e rindërtimit algjebrik" bazat teorike të metodës së rindërtimit algjebrik, e cila u aplikua më pas në tomografinë kompjuterike dhe përpunimin e sinjalit dixhital.

Vitet 40 Prezantimi i një imazhi tomografik duke përdorur një tub me rreze x të rrotulluar rreth trupit të pacientit ose organeve individuale. Kjo bëri të mundur shikimin e detajeve të anatomisë dhe ndryshimeve patologjike në seksione.

1946 Fizikanët amerikanë Edward Purcell dhe Felix Bloch shpikën në mënyrë të pavarur NMR të rezonancës magnetike bërthamore (3). Ata u nderuan me Çmimin Nobel në Fizikë për "zhvillimin e metodave të reja të matjes së saktë dhe zbulimeve të lidhura në fushën e magnetizmit bërthamor".

3. Set i pajisjeve NMR

1950 ngrihet skaner drejtvizor, hartuar nga Benedikt Cassin. Pajisja në këtë version u përdor deri në fillim të viteve '70 me farmaceutikë të ndryshëm të bazuar në izotop radioaktiv për të imazhuar organet në të gjithë trupin.

1953 Gordon Brownell i Institutit të Teknologjisë në Massachusetts krijon një pajisje që është pararendëse e kamerës moderne PET. Me ndihmën e saj, ai së bashku me neurokirurgun William H. Sweet arrin të diagnostikojë tumoret e trurit.

1955 Intensifikuesit dinamikë të imazhit me rreze x po zhvillohen që bëjnë të mundur marrjen e imazheve me rreze x të imazheve lëvizëse të indeve dhe organeve. Këto rreze x kanë dhënë informacione të reja në lidhje me funksionet trupore si rrahja e zemrës dhe sistemi i qarkullimit të gjakut.

1955-1958 Mjeku skocez Ian Donald fillon të përdorë gjerësisht testet me ultratinguj për diagnozën mjekësore. Ai është gjinekolog. Artikulli i tij "Investigation of Abdominal Masses with Pulsed Ultrasound", botuar më 7 qershor 1958 në revistën mjekësore The Lancet, përcaktoi përdorimin e teknologjisë së ultrazërit dhe hodhi themelet për diagnozën prenatale (4).

1957 Është zhvilluar endoskopi i parë me fibra optike - gastroenterologu Basili Hirshowitz dhe kolegët e tij nga Universiteti i Miçiganit patentojnë një fibër optike, gastroskop gjysmë fleksibël.

1958 Hal Oscar Anger prezanton në takimin vjetor të Shoqatës Amerikane për Mjekësinë Bërthamore një dhomë scintilimi që lejon dinamikën imazhe të organeve të njeriut. Pajisja del në treg pas një dekade.

1963 Dr. David Kuhl i sapoprerë, së bashku me mikun e tij, inxhinierin Roy Edwards, i prezantojnë botës punën e parë të përbashkët, rezultat i përgatitjes disavjeçare: aparati i parë në botë për të ashtuquajturin. tomografi emetueseqë ata e quajnë Mark II. Në vitet në vijim, u zhvilluan teori dhe modele matematikore më të sakta, u kryen studime të shumta dhe u ndërtuan makina gjithnjë e më të avancuara. Më në fund, në 1976, John Keyes krijon makinën e parë SPECT - tomografi me emetim të vetëm foton - bazuar në përvojën e Cool dhe Edwards.

1967-1971 Duke përdorur metodën algjebrike të Stefan Kaczmarz, inxhinieri elektrik anglez Godfrey Hounsfield krijon bazat teorike të tomografisë së kompjuterizuar. Në vitet në vijim, ai ndërton skanerin e parë të punës EMI CT (5), mbi të cilin, në vitin 1971, kryhet ekzaminimi i parë i një personi në Spitalin Atkinson Morley në Wimbledon. Pajisja u vu në prodhim në vitin 1973. Në vitin 1979, Hounsfield, së bashku me fizikanin amerikan Allan M. Cormack, iu dha çmimi Nobel për kontributin e tyre në zhvillimin e tomografisë kompjuterike.

5. Skaneri EMI

1973 Kimisti amerikan Paul Lauterbur (6) zbuloi se duke futur gradientët e një fushe magnetike që kalon nëpër një substancë të caktuar, mund të analizohet dhe të zbulohet përbërja e kësaj substance. Shkencëtari përdor këtë teknikë për të krijuar një imazh që bën dallimin midis ujit normal dhe atij të rëndë. Bazuar në punën e tij, fizikani anglez Peter Mansfield ndërton teorinë e tij dhe tregon se si të bëhet një imazh i shpejtë dhe i saktë i strukturës së brendshme.

Rezultati i punës së të dy shkencëtarëve ishte një ekzaminim mjekësor joinvaziv, i njohur si imazhe me rezonancë magnetike ose MRI. Në vitin 1977, makina MRI, e zhvilluar nga mjekët amerikanë Raymond Damadian, Larry Minkoff dhe Michael Goldsmith, u përdor për herë të parë për të studiuar një person. Lauterbur dhe Mansfield iu dha së bashku Çmimin Nobel në Fiziologji ose Mjekësi në 2003.

1974 Amerikani Michael Phelps po zhvillon një kamerë me Tomografi të Emisionit Positron (PET). Skaneri i parë komercial PET u krijua falë punës së Phelps dhe Michel Ter-Poghosyan, të cilët udhëhoqën zhvillimin e sistemit në EG&G ORTEC. Skaneri u instalua në UCLA në 1974. Për shkak se qelizat e kancerit metabolizojnë glukozën dhjetë herë më shpejt se qelizat normale, tumoret malinje shfaqen si pika të ndritshme në një skanim PET (7).

1976 Kirurgu Andreas Grünzig prezanton angioplastikën koronare në Spitalin Universitar të Cyrihut, Zvicër. Kjo metodë përdor fluoroskopinë për të trajtuar stenozën e enëve të gjakut.

1978 ngrihet radiografi dixhitale. Për herë të parë, një imazh nga një sistem me rreze X konvertohet në një skedar dixhital, i cili më pas mund të përpunohet për një diagnozë më të qartë dhe të ruhet në mënyrë dixhitale për kërkime dhe analiza të ardhshme.

Vitet 80 Douglas Boyd prezanton metodën e tomografisë me rreze elektronike. Skanerët EBT përdorën një rreze elektronesh të kontrolluar magnetikisht për të krijuar një unazë rrezesh X.

1984 Shfaqet imazhi i parë 3D duke përdorur kompjuterë dixhitalë dhe të dhëna CT ose MRI, duke rezultuar në imazhe XNUMXD të eshtrave dhe organeve.

1989 Hyn në përdorim tomografia e kompjuterizuar spirale (CT spirale). Ky është një test që kombinon një lëvizje të vazhdueshme rrotulluese të sistemit të detektorit të llambës dhe lëvizjen e tabelës mbi sipërfaqen e provës (8). Një avantazh i rëndësishëm i tomografisë spirale është zvogëlimi i kohës së ekzaminimit (ju lejon të merrni një imazh të disa dhjetëra shtresave në një skanim që zgjat disa sekonda), mbledhja e leximeve nga i gjithë vëllimi, duke përfshirë shtresat e organit, të cilat ishin midis skanimeve me CT tradicionale, si dhe transformimit optimal të skanimit falë softuerit të ri. Pionieri i metodës së re ishte Drejtori i Kërkimit dhe Zhvillimit të Siemens Dr. Willy A. Kalender. Prodhuesit e tjerë shpejt ndoqën gjurmët e Siemens.

8. Skema e tomografisë kompjuterike spirale

1993 Zhvilloni një teknikë të imazhit ekoplanar (EPI) që do të lejojë sistemet e MRI të zbulojnë goditjen akute në një fazë të hershme. EPI gjithashtu ofron imazhe funksionale të, për shembull, aktivitetit të trurit, duke i lejuar mjekët të studiojnë funksionin e pjesëve të ndryshme të trurit.

1998 Të ashtuquajturat ekzaminime multimodale PET së bashku me tomografinë e kompjuterizuar. Kjo u bë nga Dr. David W. Townsend i Universitetit të Pitsburgut, së bashku me Ron Nutt, një specialist i sistemeve PET. Kjo ka hapur mundësi të mëdha për imazhe metabolike dhe anatomike të pacientëve me kancer. Prototipi i parë i skanerit PET/CT, i projektuar dhe ndërtuar nga CTI PET Systems në Knoxville, Tennessee, doli në përdorim në 1998.

2018 MARS Bioimaging prezanton teknikën e ngjyrave i Imazhe mjekësore XNUMXD (9), e cila, në vend të fotografive bardh e zi të pjesës së brendshme të trupit, ofron një cilësi krejtësisht të re në mjekësi - imazhe me ngjyra.

Lloji i ri i skanerit përdor teknologjinë Medipix, e zhvilluar fillimisht për shkencëtarët në Organizatën Evropiane për Kërkime Bërthamore (CERN) për të gjurmuar grimcat në Përplasësin e Madh të Hadronit duke përdorur algoritme kompjuterike. Në vend që të regjistrojë rrezet X ndërsa ato kalojnë nëpër inde dhe mënyrën se si ato absorbohen, skaneri përcakton nivelin e saktë të energjisë së rrezeve X ndërsa ato godasin pjesë të ndryshme të trupit. Më pas i konverton rezultatet në ngjyra të ndryshme që të përputhen me kockat, muskujt dhe indet e tjera.

9. Seksioni me ngjyra i kyçit të dorës, i bërë duke përdorur teknologjinë MARS Bioimaging.

Klasifikimi i imazheve mjekësore

1. Rrezet X (rrezet X) kjo është një rreze x e trupit me projeksionin e rrezeve x në një film ose detektor. Indet e buta vizualizohen pas injektimit të kontrastit. Metoda, e cila përdoret kryesisht në diagnostikimin e sistemit skeletor, karakterizohet nga saktësi e ulët dhe kontrast i ulët. Përveç kësaj, rrezatimi ka një efekt negativ - 99% e dozës absorbohet nga organizmi i testit.

2. tomography (Greqisht - seksion kryq) - emri kolektiv i metodave diagnostikuese, të cilat konsistojnë në marrjen e një imazhi të një seksioni kryq të një trupi ose një pjese të tij. Metodat tomografike ndahen në disa grupe:

• UZI (UZI) është një metodë jo invazive që përdor fenomenet valore të zërit në kufijtë e mediave të ndryshme. Ai përdor transduktorë tejzanor (2-5 MHz) dhe piezoelektrikë. Imazhi lëviz në kohë reale;
• tomografi e kompjuterizuar (CT) përdor rreze x të kontrolluara nga kompjuteri për të krijuar imazhe të trupit. Përdorimi i rrezeve X afron CT me rrezet X, por rrezet X dhe tomografia e kompjuterizuar japin informacione të ndryshme. Është e vërtetë që një radiolog me përvojë mund të konstatojë gjithashtu vendndodhjen tre-dimensionale të, për shembull, një tumor nga një imazh me rreze X, por rrezet X, ndryshe nga skanimet CT, janë në thelb dy-dimensionale;
• rezonancë magnetike (MRI) - kjo lloj tomografie përdor valët e radios për të ekzaminuar pacientët e vendosur në një fushë magnetike të fortë. Imazhi që rezulton bazohet në valët e radios të emetuara nga indet e ekzaminuara, të cilat gjenerojnë sinjale pak a shumë intensive në varësi të mjedisit kimik. Imazhi i trupit të pacientit mund të ruhet si të dhëna kompjuterike. MRI, si CT, prodhon imazhe XNUMXD dhe XNUMXD, por ndonjëherë është një metodë shumë më e ndjeshme, veçanërisht për dallimin e indeve të buta;
• Tomografia e emetimit të pozitronit (PET) - regjistrimi i imazheve kompjuterike të ndryshimeve në metabolizmin e sheqerit që ndodhin në inde. Pacientit i injektohet një substancë që është një kombinim i sheqerit dhe sheqerit të etiketuar në mënyrë izotopike. Kjo e fundit bën të mundur lokalizimin e kancerit, pasi qelizat e kancerit marrin molekulat e sheqerit në mënyrë më efikase se indet e tjera në trup. Pas gëlltitjes së sheqerit të etiketuar në mënyrë radioaktive, pacienti shtrihet për rreth.
• 60 minuta ndërsa sheqeri i shënuar qarkullon në trupin e tij. Nëse ka një tumor në trup, sheqeri duhet të grumbullohet në mënyrë efikase në të. Pastaj pacienti, i shtrirë në tavolinë, futet gradualisht në skanerin PET - 6-7 herë brenda 45-60 minutave. Skaneri PET përdoret për të përcaktuar shpërndarjen e sheqerit në indet e trupit. Falë analizës së CT dhe PET mund të përshkruhet më mirë një neoplazi e mundshme. Imazhi i përpunuar në kompjuter analizohet nga një radiolog. PET mund të zbulojë anomalitë edhe kur metodat e tjera tregojnë natyrën normale të indit. Gjithashtu bën të mundur diagnostikimin e relapsave të kancerit dhe përcaktimin e efektivitetit të trajtimit - ndërsa tumori tkurret, qelizat e tij metabolizojnë gjithnjë e më pak sheqer;
• Tomografia me emetim të vetëm foton (SPECT) – teknikë tomografike në fushën e mjekësisë bërthamore. Me ndihmën e rrezatimit gama, ju lejon të krijoni një imazh hapësinor të aktivitetit biologjik të çdo pjese të trupit të pacientit. Kjo metodë ju lejon të vizualizoni rrjedhën e gjakut dhe metabolizmin në një zonë të caktuar. Ai përdor radiofarmaceutikë. Ato janë komponime kimike që përbëhen nga dy elementë - një gjurmues, i cili është një izotop radioaktiv, dhe një bartës që mund të depozitohet në inde dhe organe dhe të kapërcejë barrierën gjak-tru. Transportuesit shpesh kanë vetinë e lidhjes selektive me antitrupat e qelizave tumorale. Ato vendosen në sasi proporcionale me metabolizmin; 
• tomografia e koherencës optike (OCT) - një metodë e re e ngjashme me ekografinë, por pacienti hetohet me rreze drite (interferometër). Përdoret për ekzaminimet e syve në dermatologji dhe stomatologji. Drita e mbrapsht e shpërndarë tregon pozicionin e vendeve përgjatë rrugës së rrezes së dritës ku ndryshon indeksi i thyerjes.

3. Shintigrafia - Këtu kemi një imazh të organeve dhe mbi të gjitha aktivitetin e tyre, duke përdorur doza të vogla të izotopeve radioaktive (radiofarmaceutikë). Kjo teknikë bazohet në sjelljen e disa ilaçeve farmaceutike në trup. Ato veprojnë si mjet për izotopin e përdorur. Ilaçi i etiketuar grumbullohet në organin në studim. Radioizotopi lëshon rrezatim jonizues (më së shpeshti rrezatim gama), duke depërtuar jashtë trupit, ku regjistrohet e ashtuquajtura kamera gama.