Hvordan gjorde teknologien for strålingsdiagnose
Udgangspunktet i radiologisk diagnostiks historie er
Wilhelm Konrad X-ray- Tysk fysiker fra universitetet i Würzburg.I løbet af sin karriere arbejdede han også som professor i fysik i Hohenheim, Strasbourg, Giessen og München. Den første nobelprismodtager i fysikkens historie (1901).
Røntgenundersøgelser undersøgte piezoelektriske ogDe pyroelektriske egenskaber af krystaller etablerede forholdet mellem elektriske og optiske fænomener i krystaller, udført forskning på magnetisme, der tjente som et af fundamentet for den elektroniske teori af Hendrik Lorentz.
Men den vigtigste opdagelse af røntgenstråler var røntgenstrålerne,som han opdagede da han allerede var 50 år gammel. Repræsentanter for industrivirksomheder kom gentagne gange til en videnskabsmand med forslag til køb af retten til at anvende opfindelsen. Men Roentgen nægtede at patentere opdagelsen, fordi han ikke betragtede sin forskning som en indtægtskilde.
For ond ironi - X-stråler døde af kræft, i den moderne diagnose, som videnskabens opfindelse er brugt i dag.
Flere tyske virksomheder har arbejdet påskabelsen af røntgenrør, men de var for dyre, og mange klinikker havde ikke råd til dette udstyr. I 1918 udviklede Philips sit første medicinske røntgenrør, som fik et gennembrud i kampen mod tuberkulose og gjorde det muligt for læger at tage kontrol over spredningen af sygdommen. Princippet for røntgenoperation har ikke ændret sig gennem årene: et røntgenrør genererer stråling, der passerer gennem menneskekroppen og rammer en detektor. Forskellige væv transmitterer eller blokerer røntgenstråler forskelligt, hvilket resulterer i, at der dannes et billede.
Wilhelm Konrad X-ray
I 1932 blev en reduceret ogen letvægtsversion af den røntgenmaskine, der blev brugt, herunder lægerne fra den hollandske hær. Allerede i 1939 blev det frigivet 100.000 køretøjer. Røntgenrør begyndte at blive leveret til medicinske institutioner over hele verden på grund af en overkommelig pris, og spredningen af viden om røntgenstråler påvirket oprettelsen af de første CT-scannere.
Hvordan flagermus hjalp læger
Historien om ultralyd begyndte i det 18. århundrede, daDen italienske fysiker og naturforsker Lazzaro Spallanzani henledte opmærksomheden på flagermusens evne til at navigere i fuldstændig mørke. Empirisk fandt videnskabsmanden, at selv manglen på syn ikke forstyrrer dette. Men vokspropper i ørerne fik natdyr til at miste orienteringen i rummet. Spallanzani foreslog, at flagermus laver en bestemt lyd, uhørbar for mennesker, som reflekteres fra overflader og hjælper dyrene med let at undgå forhindringer. På det tidspunkt kunne ultralydssignaler ikke detekteres, så videnskabsmandens antagelser forblev hypoteser.
Bats orienterer sig i totalt mørke på grund af ultralyd reflekteret fra overflader.
I 1880 fandt fysikerne Pierre og Jacques Curie ud af detNogle krystaller (for eksempel kvarts) er i stand til at genkende et elektrisk felt, når de udsættes for mekanisk påvirkning. Takket være denne opdagelse blev de første ultralydsdetektorer skabt - hovedelementerne i enheder, der for første gang gjorde det muligt teknisk at modtage et ultralydssignal.
Udstyr, vagt minder om modernemedicinsk udstyr, blev først oprettet i 1950'erne. Engelsk kirurg John Julian Wilde mærkede først tykkelsen af tarmvæggen med ultralyd, udviklede specielle sensorer til diagnostik og fandt også ud af, at malignt væv afspejler ultralydbølger bedre end sunde. Prototypen af den moderne ultralydsenhed, hvor sensoren er i lægehånden, optrådte i USA i 1963 - fra det øjeblik blev ultralyd omfattende inddraget i medicinsk praksis. I dag er det den mest tilgængelige og sikreste diagnostiske metode og bruges overalt til at studere kardiovaskulære, onkologiske sygdomme, mavetarmkanalen og andre.
Sikkerhed og pålidelighed - MRI-opdagelse
I 1946, Felix Bloch fra StanfordUniversity og Edward Purcell fra Harvard opdagede uafhængigt fænomenet kernemagnetisk resonans, som begge blev tildelt Nobelprisen i fysik for. Få mennesker ved, at den første videnskabsmand, der tilbage i 1960 foreslog brugen af magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) til diagnosticering af sygdomme, var den sovjetiske videnskabsmand Vladislav Aleksandrovich Ivanov.
På trods af dette faktum, grundlæggelsesdatoen for MRDet er almindeligt accepteret, at 1973 var året, hvor professor i kemi og radiologi Paul Lauterbur publicerede artiklen "Imaging by Induced Local Interaction" i tidsskriftet Nature; eksempler baseret på magnetisk resonans." Dette arbejde dannede grundlaget for MR-diagnostik.
MRI giver gennemskårne billeder af organer ved hjælp af magnetisk resonans
En anden forsker Peter Mansfield forbedredematematiske billeddannelsesalgoritmer. Senere var der en måde at få kortfattede billeder af organer ved hjælp af magnetisk resonans. Simpelthen sætte, visualisere tilstanden af de indre organer og væv af en person ved at placere den i et stærkt magnetfelt. I 2003 blev Lauterbur og Mansfield tildelt Nobelprisen i Fysiologi og Medicin til denne opdagelse.
2-i-1-diagnostik: Opdagelse af PET / CT-metoden
Positron-emissionstomografi (PET) blev udførten lang udviklingsvej fra brug i et videnskabeligt laboratorium til implementering i klinisk praksis. Takket være nye opdagelser på dette område i 50'erne var lægerne i stand til at se fordelingen af et radioaktivt stof - en biologisk aktiv forbindelse mærket med et radioaktivt atom - i menneskekroppen.
Den første prototype af en PET-scanner dukkede op i 1952på Massachusetts General Hospital, men med dets hjælp modtog lægerne kun ét todimensionelt billede og ikke en sekvens af dem. Det skyldtes, at scanneren kun havde to detektorer, placeret til venstre og højre for patientens hoved, og opløsningen var lav. Enhedens følsomhed var dog stadig i stand til at opdage tumoren.
Billede konstrueret af metoden til fremskrivninger med maksimal intensitet
I den yderligere forbedring af PET gik to på toretninger: antallet og placeringen af sensorer øges parallelt med denne udviklede metoder til matematisk databehandling. I slutningen af 1970'erne begyndte PET scannere at blive udbredt i klinisk praksis, og i begyndelsen af 90'erne foreslog en onkosurgeon, Rudi Egeli fra Universitetet i Genève, at placere CT-udstyr i hullerne mellem PET scanner sensoren for at modtage og stofskifte i patientens krop. Sådan viste de kombinerede PET / CT-scannere, som nu bruges i moderne klinikker rundt om i verden.
Innovation her og nu
Det tog kun et halvt århundrede at visualisere sig imedicin har hoppet i sin udvikling. Fuld scanning af en person med et enkelt klik, muligheden for at overføre billeder over en afstand og fjerntliggende konsultationer med andre eksperter - kan Wilhelm Roentgen eller Lazzaro Spallanzani drømme om dette? I dag er udviklingen inden for strålingsdiagnostik rettet mod at forbedre kvaliteten af visualisering, da et klart billede giver lægerne mulighed for at foretage en nøjagtig undersøgelse, foretage den korrekte diagnose første gang og hurtigt bestemme yderligere behandlingstaktik. Desuden hjælper moderne teknologier med at skabe nye forsknings- og gennembrudsfund, ikke kun inden for medicin, men også inden for andre områder, f.eks. I arkæologi og neurolingvistik.
CT scanner bevogter sundhed og hjælper arkæologer
Hjertet er det eneste organ i kroppen, derer i kontinuerlig bevægelse. Når vi optager et objekt i bevægelse med et kamera, bliver det sløret og uklart. Men moderne computertomografi bevarer billedets klarhed. I dag gør CT-scannere det muligt at undersøge ikke kun hjertet på få sekunder, men også at få højpræcisionsbilleder af blodkar, knogleskelettet og andre organer.
Philips specialister gik endnu længere ogfor nogle få år siden skabte spektralcomputertomografen IQon. Denne enhed er blevet det første system i verden, der fungerer på basis af en unik dual-layer detektor. Det skelner samtidigt fotografier af røntgenstråling af høje og lave energiniveauer, hvilket gør det muligt at opnå ikke kun anatomiske oplysninger, men også data om vævssammensætningen. Dette hjælper lægerne med at træffe mere informerede beslutninger om den videre taktik til diagnose og behandling af patienten. Efter en undersøgelse af spektral CT kan radiologer analysere genstande, som ikke kan skelnes ved konventionel CT-scanning.
indskæring
CT hjælper ikke kun med at foretage en undersøgelsemand, men åbner også sløret for hemmeligheder fra gammel kultur og historie. For nogle få år siden lykkedes specialisterne fra Philips og Naturalis Museum at undersøge de sidste 66 millioner år siden og studerede Rex Rex's kaudale hvirvler. Og før det blev der ved hjælp af Philips CT undersøgelser udført på resterne af indbyggerne i byen Pompeji, som blev ødelagt under en katastrofal vulkanudbrud i 79 AD
Tumor under pistolen: hvad digital PET / CT er i stand til
PET / CT kombinerer to typer på én gangforskning: computertomografi evaluerer strukturen af de modificerede væv og hjælper med at bestemme deres placering til millimeteren, og positronemissionstomografi skaber højd Precisions tredimensionale billeder, der gør det muligt at se processerne i væv og organer.
indskæring
I dag giver PET lægerne mulighed for at identificeretumorer er fra tre millimeter store, og CT er i stand til at bestemme dens placering med millimeters nøjagtighed. Denne metode er blevet en reel revolution inden for medicin: ved hjælp af PET/CT kan læger diagnosticere hjernen, identificere aldersrelaterede sygdomme - Alzheimers og Parkinsons sygdomme og også genkende koronare hjertesygdomme. Derudover hjælper PET/CT med at opdage tilstedeværelsen af kræftceller i de tidlige stadier og om nødvendigt hurtigt påbegynde behandlingen.
Med denne metode vil kirurgen vide præcishvor er tumoren, hvad er dynamikken i dens udvikling, som vil give mulighed for helt at fjerne det uden at påvirke sunde organer. Eksperter kan også forstå, hvordan man bedst kan udføre strålebehandling for at dræbe kræftceller med minimal skade på sundt væv. For nylig har Philips-udviklere introduceret Vereos fuld digital PET / CT-scanner til det russiske marked, der bruger en digital detektor i stedet for traditionelle fotomultiplikatorer. Enheden fanger selv meget lave doser af stråling, samtidig med at der opretholdes høj billedkvalitet, hvilket er mere sikkert for patienten og lægen. Udstyret giver dig mulighed for at kontrollere strålingseksponering uden at miste visualiseringskvalitet og bevare billedernes klarhed, selv i tilstedeværelsen af implantater.
Hvad er nyt inden for MR og hvor er neurolingvistik
MR-diagnostik betragtes i dag som ganskeen standardprocedure, der kan udføres i mange lægehuse. Men få mennesker ved, at MR er et værdifuldt værktøj ikke kun for læger, men også for specialister inden for neurolingvistik.
Hvad sker der i vores hoved, når vi hørertale eller noget vi siger? Hvordan hjælper folk med talpatologier? MR hjælper fagfolk til at "se" sproget. Således bruger forskere fra HSE-laboratoriet for neurolingvistik funktionel MR til at studere voksne med forskellige hjernelæsioner, der påvirker talfunktionen. Takket være denne diagnose kan du se det beskadigede område, og hvordan hjernen bygger nye i stedet for brudte links. Ifølge MR-data kan man forstå, hvor talefunktionen er gået. Forskere har også udviklet en speciel tale lokaliserer: Folk udfører en taleopgave i MR, hvor hjernegruppernes aktivitet bestemmes. Baseret på de opnåede data, vælges optimal terapi.
Et andet eksempel på MR er ikke-invasiv.vurdering af koncentrationen af jern i menneskekroppen. Denne undersøgelse blev udført af specialister fra forskningsinstituttet. Rogachev. Børn, der lider af blodsygdomme, modtager det fra donorer, som over tid fører til ophobning i væv af jernholdige forbindelser - nedbrydningsprodukterne af blodhæmoglobin. Dette fører til alvorlige krænkelser af organers funktioner, for eksempel i hjertet - til et pludseligt stop og kardiomyopati, i leveren - til skrumplever i bugspytkirtlen - til diabetes. Kontrol af koncentrationen af jern kontrolleres normalt af leverbiopsi, men denne metode er invasiv og kan føre til alvorlige konsekvenser. Moderne MRI-metoder tillader uden kirurgiske indgreb at vurdere koncentrationen af jern i vævene, men der kræves yderligere forskning for at indføre metoden i klinisk praksis.
kardiomyopati- en heterogen gruppe af myokardiesygdomme,forbundet med mekanisk eller elektrisk dysfunktion, som normalt viser sig som uhensigtsmæssig hypertrofi eller dilatation. Kardiomyopatier kan enten kun påvirke hjertet isoleret eller være en del af en generaliseret systemisk sygdom, der ofte fører til kardiovaskulær død eller handicap forårsaget af progressiv hjertesvigt.
Medicinsk diagnostisk udstyr beståetEn fantastisk måde og forbedret hvert år, så du får bedre billeder. I september 2018 revolutionerede Philips branchen og introducerede den første MRI-maskine i Europa med et revolutionerende kølesystem for at opnå superledningsevne. I modsætning til den klassiske magnet, der kræver mere end 1.500 liter flydende helium til afkøling, er kun 7 liter af denne flydende gas involveret i den nye enhed. Flydende helium er anbragt i systemet i fremstillingsfasen, hvorefter magneten er fuldstændig forseglet, hvilket eliminerer muligheden for gasinddampning og eliminerer behovet for regelmæssig tankning. Gelless-scanneren er enklere at installere og giver dig mulighed for betydeligt at reducere omkostningerne ved driften af klinikken.
Træd ind i fremtiden: Hvilke opdagelser er værd at vente på i XXI århundrede
Med udviklingen af digital integreret teknologiTeleradiologi kapaciteter vil gradvist udvides. Kernen i denne kugle består i udveksling af diagnostiske billeder og andre patientdata indenfor og uden for klinikken til fjernelse af konklusioner eller for at opnå en anden ekspertudtalelse. Ved hjælp af teleradiologiske systemer er det muligt at forbedre kvaliteten og tilgængeligheden af lægehjælp til befolkningen overalt i verden.
Til hjælp af læger i analysen og beskrivelsen af medicinskbilledet kommer gradvis kunstig intelligens. AI giver en omfattende analyse af al den information, der er tilgængelig i øjebliksbilledet, og derved reduceres risikoen for, at man ved et uheld savner en patologi, der ikke var i synsfeltet for en specialist. AI vil også løse problemet med kvaliteten af medicinske billeder, fordi det automatisk kan kontrollere, om der er fejl i billedet. På grund af dette er antallet af gentagne undersøgelser reduceret, og klinikker kan på en mere effektiv måde allokere budgettet på grund af dette. Philips har allerede en lignende prototype løsning.
indskæring
Stor impuls til udviklingen af strålingsdiagnosevil give forstærket virkelighedsteknologi. En af sådanne gennembrudsløsninger er udviklingen af Voka, som gør det muligt for traumatologen at se beskadigede knogler inde i patienten ved undersøgelsens og planlægningsfasen af operationen. Baseret på data opnået som følge af CT eller MR, er der oprettet 3D-modeller af skadede organer og væv. De resulterende modeller, såvel som modeller af implantater og eger, lægges på Microsoft HoloLens blandede virkelighed headset til yderligere arbejde af kirurgen. Dette sikrer høj nøjagtighed af operationer og hurtig rehabilitering af patienter selv efter alvorlige skader. Et lignende koncept blev udviklet af Philips-specialister sammen med Microsoft for HoloLens 2. Løsningen giver mulighed for realtidsoverførsel af 2D-billeder til et tredimensionelt holografisk miljø med forstørret virkelighed, som let og intuitivt kan kontrolleres af en læge. Dette koncept er specielt designet til minimalt invasive operationer, hvor præcis og detaljeret visualisering er nøglen til en vellykket procedure.
Store data vil spille en stor rolle. På den ene side indeholder de enorme opgørelser af information om patienter, og derfor kan du lagre mere viden om eksisterende patologier. Dette vil bidrage til en tidligere og mere præcis diagnose af ikke kun sygdomme, men også forskellige prædispositioner. På den anden side vil store data bidrage til at oprette biblioteker med strukturelle data, hvilket vil give forskere mulighed for at få svar, selv før de gennemfører grundlæggende og dyre forskning: For eksempel bør teorien testes og udvikles i udviklingen af et nyt lægemiddel.
Disse 4 kugler er nøgleaspekter af det radialediagnostik, der vil gøre verden med strålingsdiagnostik og åbne nye muligheder for læger i kampen mod selv de alvorligste sygdomme i det enogtyvende århundrede.