Wie hat die Technologie der Strahlungsdiagnostik funktioniert?
Der Ausgangspunkt in der Geschichte der radiologischen Diagnostik ist
Wilhelm Konrad Röntgenbild- Deutscher Physiker der Universität Würzburg.Während seiner Karriere war er auch als Professor für Physik in Hohenheim, Straßburg, Gießen und München tätig. Der erste Nobelpreisträger in der Geschichte der Physik (1901).
Röntgen untersucht piezoelektrisch undDie pyroelektrischen Eigenschaften von Kristallen legten die Beziehung zwischen elektrischen und optischen Phänomenen in Kristallen fest und untersuchten den Magnetismus, der als eine der Grundlagen der elektronischen Theorie von Hendrik Lorentz diente.
Aber die Hauptentdeckung der Röntgenstrahlen war die Röntgenstrahlung,was er entdeckte, als er 50 Jahre alt war. Vertreter von Industrieunternehmen wandten sich wiederholt an einen Wissenschaftler mit Vorschlägen für einen Erwerb von Nutzungsrechten an der Erfindung. Doch Roentgen weigerte sich, die Entdeckung zu patentieren, weil er seine Forschung nicht als Einkommensquelle betrachtete.
Für böse Ironie - Röntgenstrahlen starben an Krebs, in deren moderne Diagnose heute die Erfindung des Wissenschaftlers aktiv zum Einsatz kommt.
Mehrere deutsche Unternehmen haben daran gearbeitetdie Entwicklung von Röntgenröhren, aber diese waren zu teuer und viele Kliniken konnten sich diese Ausrüstung nicht leisten. Im Jahr 1918 entwickelte Philips seine erste medizinische Röntgenröhre, die einen Durchbruch im Kampf gegen Tuberkulose erzielte und es Ärzten ermöglichte, die Ausbreitung der Krankheit unter Kontrolle zu bringen. Das Prinzip des Röntgenbetriebs hat sich über die Jahre nicht verändert: Eine Röntgenröhre erzeugt Strahlung, die durch den menschlichen Körper dringt und auf den Detektor trifft. Verschiedene Gewebe übertragen oder blockieren Röntgenstrahlen unterschiedlich, wodurch ein Bild entsteht.
Wilhelm Konrad Röntgenbild
Im Jahr 1932 ein reduziertes undeine leichte Version des verwendeten Röntgengeräts, einschließlich der Ärzte der niederländischen Armee. Bereits 1939 wurden 100.000 Fahrzeuge freigelassen. Röntgenröhren wurden aufgrund eines erschwinglichen Preises an medizinische Einrichtungen auf der ganzen Welt geliefert. Die Verbreitung des Wissens über Röntgenstrahlen beeinflusste die Entwicklung der ersten CT-Scanner.
Wie Fledermäuse Ärzten geholfen haben
Die Geschichte des Ultraschalls begann im 18. Jahrhundert, alsDer italienische Physiker und Naturforscher Lazzaro Spallanzani machte auf die Fähigkeit von Fledermäusen aufmerksam, in völliger Dunkelheit zu navigieren. Empirisch stellte der Wissenschaftler fest, dass selbst mangelndes Sehvermögen dem nicht entgegensteht. Doch Wachspfropfen in den Ohren führten dazu, dass nachtaktive Tiere die Orientierung im Raum verloren. Spallanzani vermutete, dass Fledermäuse ein bestimmtes, für Menschen unhörbares Geräusch von sich geben, das von Oberflächen reflektiert wird und Tieren dabei hilft, Hindernissen leicht auszuweichen. Zu diesem Zeitpunkt konnten keine Ultraschallsignale erkannt werden, sodass die Annahmen des Wissenschaftlers Hypothesen blieben.
Fledermäuse orientieren sich aufgrund des von den Oberflächen reflektierten Ultraschalls in totaler Dunkelheit.
Das fanden 1880 die Physiker Pierre und Jacques Curie herausEinige Kristalle (zum Beispiel Quarz) sind in der Lage, ein elektrisches Feld zu erkennen, wenn sie mechanischer Einwirkung ausgesetzt werden. Dank dieser Entdeckung entstanden die ersten Ultraschalldetektoren – die Hauptelemente von Geräten, die es erstmals ermöglichten, ein Ultraschallsignal technisch zu empfangen.
Ausstattung, die vage an modern erinnertMedizinprodukte, wurde erst in den 1950er Jahren geschaffen. Der englische Chirurg John Julian Wilde maß zuerst die Dicke der Darmwand mit Ultraschall, entwickelte spezielle Sensoren für die Diagnostik und fand heraus, dass bösartiges Gewebe Ultraschallwellen besser reflektiert als gesunde. Der Prototyp des modernen Ultraschallgeräts, bei dem sich der Sensor in der Hand des Arztes befand, erschien 1963 in den Vereinigten Staaten - ab diesem Zeitpunkt war Ultraschall in der medizinischen Praxis weit verbreitet. Heute ist es die am besten zugängliche und sicherste Diagnosemethode und wird überall verwendet, um kardiovaskuläre, onkologische Erkrankungen, die Arbeit des Gastrointestinaltrakts und andere zu untersuchen.
Sicherheit und Zuverlässigkeit - MRI-Entdeckung
1946 Felix Bloch aus StanfordUniversity und Edward Purcell aus Harvard entdeckten unabhängig voneinander das Phänomen der Kernspinresonanz, wofür beide mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurden. Nur wenige Menschen wissen, dass der sowjetische Wissenschaftler Wladislaw Alexandrowitsch Iwanow der erste Wissenschaftler war, der 1960 den Einsatz der Magnetresonanztomographie (MRT) zur Diagnose von Krankheiten vorschlug.
Trotz dieser Tatsache ist das Gründungsdatum der MRTEs ist allgemein anerkannt, dass 1973 das Jahr war, in dem Paul Lauterbur, Professor für Chemie und Radiologie, den Artikel „Imaging by Induced Local Interaction“ in der Zeitschrift Nature veröffentlichte; Beispiele basierend auf Magnetresonanz. Diese Arbeit bildete die Grundlage der MRT-Diagnostik.
Die MRI liefert Schnittbilder von Organen mittels Magnetresonanz
Ein anderer Wissenschaftler, Peter Mansfield, verbesserte sichmathematische Abbildungsalgorithmen. Später gab es eine Möglichkeit, mithilfe der Magnetresonanztomographie Kurzaufnahmen von Organen zu erhalten. Einfach ausgedrückt, visualisieren Sie den Zustand der inneren Organe und Gewebe einer Person, indem Sie sie in ein starkes Magnetfeld legen. Lauterbur und Mansfield wurden 2003 für diese Entdeckung mit dem Nobelpreis für Physiologie und Medizin ausgezeichnet.
2-in-1-Diagnose: Entdeckung der PET / CT-Methode
Es wurde eine Positronenemissionstomographie (PET) durchgeführtein langer Entwicklungsweg vom Einsatz im wissenschaftlichen Labor bis zur Umsetzung in die klinische Praxis. Dank neuer Entdeckungen auf diesem Gebiet konnten Ärzte in den 50er Jahren die Verteilung eines Radiopharmakons – einer biologisch aktiven Verbindung, die mit einem radioaktiven Atom markiert ist – im menschlichen Körper beobachten.
Der erste Prototyp eines PET-Scanners erschien 1952im Massachusetts General Hospital, aber mit seiner Hilfe erhielten Ärzte nur ein zweidimensionales Bild und keine Folge davon. Dies lag daran, dass der Scanner nur über zwei Detektoren verfügte, die sich links und rechts vom Kopf des Patienten befanden, und dass die Auflösung gering war. Die Empfindlichkeit des Geräts ermöglichte es jedoch immer noch, den Tumor zu erkennen.
Bild erstellt durch Projektionsmethode maximaler Intensität
Bei der weiteren Verbesserung von PET gingen zwei weiterRichtungen: Die Anzahl und der Ort der Sensoren nahmen parallel zu den entwickelten Methoden der mathematischen Datenverarbeitung zu. In den späten 70er Jahren wurden PET-Scanner in der klinischen Praxis häufig eingesetzt. In den frühen 90er Jahren schlug Rudi Egeli von der Universität Genf, ein Oncosurgeon, vor, CT-Geräte in die Lücken zwischen den PET-Scannersensoren zu bringen, um empfangen zu werden und Stoffwechsel im Körper des Patienten. So entstanden die kombinierten PET / CT-Scanner, die heute in modernen Kliniken auf der ganzen Welt eingesetzt werden.
Innovation hier und jetzt
Es dauerte nur ein halbes Jahrhundert, um sich vorzustellenDie Medizin hat in ihrer Entwicklung einen Sprung gemacht. Vollständiger Scan einer Person mit einem Klick, Möglichkeit der Übertragung von Bildern über weite Strecken und Fernberatung mit anderen Experten - könnten Wilhelm Roentgen oder Lazzaro Spallanzani davon träumen? Die Entwicklungen im Bereich der Röntgendiagnostik zielen heute auf die Verbesserung der Visualisierungsqualität ab, da ein klares Bild es den Ärzten ermöglicht, eine genaue Untersuchung durchzuführen, gleich beim ersten Mal die richtige Diagnose zu stellen und schnell weitere Behandlungstaktiken festzulegen. Darüber hinaus tragen moderne Technologien dazu bei, neue Forschungen und bahnbrechende Entdeckungen nicht nur in der Medizin, sondern auch in anderen Bereichen, beispielsweise in der Archäologie und Neurolinguistik, zu machen.
CT-Scanner zum Schutz der Gesundheit und zur Unterstützung von Archäologen
Das Herz ist das einzige Organ im Körper, dasist in ständiger Bewegung. Wenn wir mit der Kamera ein sich bewegendes Objekt aufnehmen, erscheint es verschwommen und undeutlich. Doch die moderne Computertomographie bewahrt die Klarheit des Bildes. Mit CT-Scannern ist es heute möglich, nicht nur das Herz in wenigen Sekunden zu untersuchen, sondern auch hochpräzise Bilder von Blutgefäßen, dem Knochenskelett und anderen Organen zu erhalten.
Philips Spezialisten sind sogar noch weiter gegangenVor einigen Jahren hat der Spektralcomputertomograph IQon erstellt. Dieses Gerät ist weltweit das erste System, das auf Basis eines einzigartigen Zweischicht-Detektors arbeitet. Es unterscheidet gleichzeitig Photonen von Röntgenstrahlen hoher und niedriger Energie, wodurch nicht nur anatomische Informationen, sondern auch Daten über die Zusammensetzung des Gewebes erhalten werden können. Dies hilft Ärzten, fundiertere Entscheidungen über die weiteren Diagnosetaktiken und die Behandlung des Patienten zu treffen. Nach einer Studie zur spektralen CT können Radiologen Objekte analysieren, die durch konventionelle CT-Scans nicht unterschieden werden können.
Seitenleiste
CT hilft nicht nur, eine Umfrage durchzuführenMensch, aber öffnet auch den Schleier der Geheimnisse der alten Kultur und Geschichte. Vor einigen Jahren gelang es den Spezialisten von Philips und dem Naturalis Museum dank der Tomographie, vor 66 Millionen Jahren in die Vergangenheit zu schauen und die Schwanzwirbel des Tyrannosaurus Rex zu untersuchen. Davor wurden mit Hilfe von Philips CT Untersuchungen zu den Überresten der Einwohner der Stadt Pompeji durchgeführt, die während eines katastrophalen Vulkanausbruchs im Jahr 79 n. Chr. Zerstört wurde
Tumor unter der Waffe: Wozu digitale PET / CT fähig ist
PET / CT kombiniert zwei Typen gleichzeitigForschung: Die Computertomographie wertet die Struktur der modifizierten Gewebe aus und hilft, deren Position im Millimeterbereich zu bestimmen, und die Positronen-Emissions-Tomographie erzeugt hochpräzise dreidimensionale Bilder, mit denen Sie die Vorgänge in den Geweben und Organen sehen können.
Seitenleiste
Heute ermöglicht die PET den Ärzten die IdentifizierungTumore haben eine Größe ab drei Millimetern und die CT ist in der Lage, ihre Lage millimetergenau zu bestimmen. Diese Methode ist zu einer echten Revolution in der Medizin geworden: Mit Hilfe der PET/CT können Ärzte das Gehirn diagnostizieren, altersbedingte Krankheiten – Alzheimer und Parkinson – erkennen und auch koronare Herzerkrankungen erkennen. Darüber hinaus hilft die PET/CT, das Vorhandensein von Krebszellen im Frühstadium zu erkennen und bei Bedarf schnell mit der Behandlung zu beginnen.
Mit dieser Methode wird der Chirurg genau wissenWo ist der Tumor, wie ist die Dynamik seiner Entwicklung, die die Möglichkeit bietet, ihn vollständig zu entfernen, ohne die gesunden Organe zu beeinträchtigen. Experten können auch verstehen, wie eine Strahlentherapie durchgeführt werden kann, um Krebszellen mit minimalem Schaden an gesundem Gewebe abzutöten. Vor kurzem haben Philips-Entwickler den vollständigen digitalen PET / CT-Scanner von Vereos auf dem russischen Markt eingeführt, der einen digitalen Detektor anstelle herkömmlicher Photomultiplier verwendet. Das Gerät fängt selbst sehr geringe Strahlungsdosen auf und behält gleichzeitig eine hohe Bildqualität bei, was für Patient und Arzt sicherer ist. Mit dem Gerät können Sie die Strahlenbelastung steuern, ohne die Qualität der Visualisierung zu verlieren, und die Bilder bleiben auch bei Implantaten klar.
Was ist neu in der MRT und wo ist Neurolinguistik
Die MRT-Diagnostik gilt heute als rechtein Standardverfahren, das in vielen medizinischen Zentren durchgeführt werden kann. Aber nur wenige wissen, dass die MRT nicht nur für Ärzte, sondern auch für Spezialisten auf dem Gebiet der Neurolinguistik ein wertvolles Instrument ist.
Was passiert in unserem Kopf, wenn wir hören?Rede oder etwas sagen wir? Wie kann man Menschen mit Sprachpathologien helfen? MRI hilft Fachleuten, die Sprache zu „sehen“. Wissenschaftler des HSE-Labors für Neurolinguistik verwenden also funktionelle MRI, um Erwachsene mit verschiedenen Gehirnläsionen zu untersuchen, die die Sprachfunktion beeinflussen. Dank dieser Diagnose können Sie den beschädigten Bereich sehen und wie das Gehirn neue baut, anstatt unterbrochene Verbindungen. Nach MRI-Daten kann man verstehen, wohin die Sprachfunktion gegangen ist. Wissenschaftler haben auch einen speziellen Sprachlokalisierer entwickelt: Menschen führen eine Sprachaufgabe in der MRI durch, mit deren Hilfe die Aktivität von Gehirnregionen bestimmt wird. Basierend auf den erhaltenen Daten wird die optimale Therapie ausgewählt.
Ein weiteres Beispiel für die MRI ist nicht invasiv.Beurteilung der Eisenkonzentration im menschlichen Körper. Diese Studie wurde von Spezialisten des Forschungsinstituts durchgeführt. Rogatschow Kinder, die an Blutkrankheiten leiden, erhalten es von Spendern, was im Laufe der Zeit zur Anhäufung eisenhaltiger Verbindungen im Gewebe führt - den Abbauprodukten von Bluthämoglobin. Dies führt zu schwerwiegenden Verstößen gegen die Funktionen von Organen, beispielsweise im Herzen - zu einem plötzlichen Stopp und Kardiomyopathie, in der Leber - zu Zirrhose, im Pankreas - zu Diabetes. Normalerweise wird die Kontrolle der Eisenkonzentration durch eine Leberbiopsie überprüft, diese Methode ist jedoch invasiv und kann zu schwerwiegenden Folgen führen. Moderne MRT-Methoden erlauben, ohne chirurgische Eingriffe die Konzentration von Eisen in den Geweben zu bestimmen, es ist jedoch noch zusätzliche Forschung erforderlich, um die Methode in die klinische Praxis einzuführen.
Kardiomyopathie- eine heterogene Gruppe von Myokarderkrankungen,mit einer mechanischen oder elektrischen Dysfunktion verbunden, die sich normalerweise in einer unangemessenen Hypertrophie oder Dilatation äußert. Kardiomyopathien können entweder isoliert das Herz betreffen oder Teil einer generalisierten systemischen Erkrankung sein, die häufig zum kardiovaskulären Tod oder zu einer Behinderung aufgrund fortschreitender Herzinsuffizienz führt.
Medizinische Diagnosegeräte bestandeneine großartige Möglichkeit und jedes Jahr verbessert, so dass Sie bessere Bilder erhalten. Im September 2018 revolutionierte Philips die Branche und führte das erste MRI-Gerät in Europa mit einem revolutionären Kühlsystem ein, um den Effekt der Supraleitung zu erzielen. Im Gegensatz zum klassischen Magneten, der zur Kühlung mehr als 1.500 Liter flüssiges Helium benötigt, sind nur 7 Liter dieses Flüssiggases an dem neuen Gerät beteiligt. In der Fertigungsphase wird flüssiges Helium in das System eingebracht, wonach der Magnet vollständig abgedichtet ist, wodurch die Möglichkeit der Gasverdampfung und des regelmäßigen Nachfüllens entfällt. Der gelless-Scanner ist einfacher zu installieren und ermöglicht es Ihnen, die Betriebskosten der Klinik erheblich zu senken.
Treten Sie in die Zukunft: Worauf warten Entdeckungen im XXI. Jahrhundert?
Mit der Entwicklung der digitalen integrierten TechnologieDie Fähigkeiten der Teleradiologie werden schrittweise erweitert. Das Wesentliche dieser Sphäre besteht im Austausch von Diagnosebildern und anderen Patientendaten innerhalb und außerhalb der Klinik zum Fernabschluß oder zur Einholung eines zweiten Expertengutachtens. Mit Hilfe teleradiologischer Systeme ist es möglich, die Qualität und Verfügbarkeit der medizinischen Versorgung für die Bevölkerung überall auf der Welt zu verbessern.
Hilfe von Ärzten bei der Analyse und Beschreibung von medizinischenBild kommt allmählich künstliche Intelligenz. AI bietet eine umfassende Analyse aller im Snapshot verfügbaren Informationen, wodurch das Risiko eines versehentlichen Auslassens einer Pathologie verringert wird, die nicht im Sichtfeld eines Spezialisten lag. Außerdem löst die KI das Problem der Qualität medizinischer Bilder, da sie automatisch prüfen kann, ob Fehler im Bild vorliegen. Dadurch wird die Anzahl der Wiederholungsstudien reduziert und Kliniken können das Budget auf diese Weise effektiver zuordnen. Philips hat bereits eine ähnliche Prototyplösung.
Seitenleiste
Große Impulse für die Entwicklung der Strahlungsdiagnostikwird Augmented Reality-Technologie bereitstellen. Eine dieser bahnbrechenden Lösungen ist die Entwicklung von Voka, die es dem Traumatologen ermöglicht, im Untersuchungs- und Planungsstadium der Operation beschädigte Knochen im Patienten zu sehen. Basierend auf den durch CT oder MRI erhaltenen Daten werden 3D-Modelle von verletzten Organen und Geweben erstellt. Die resultierenden Modelle sowie Modelle von Implantaten und Speichen werden für die weitere Arbeit des Chirurgen auf das Microsoft HoloLens Mixed Reality-Headset geladen. Dies gewährleistet eine hohe Operationsgenauigkeit und eine schnelle Rehabilitation der Patienten auch nach schweren Verletzungen. Ein ähnliches Konzept wurde von Philips-Spezialisten zusammen mit Microsoft für HoloLens 2 entwickelt. Die Lösung ermöglicht die Echtzeitübertragung von 2D-Bildern in eine dreidimensionale holographische Umgebung von Augmented Reality, die von einem Arzt einfach und intuitiv gesteuert werden kann. Dieses Konzept wurde speziell für minimalinvasive Operationen entwickelt, bei denen eine genaue und detaillierte Visualisierung der Schlüssel zu einem erfolgreichen Verfahren ist.
Big Data wird eine große Rolle spielen. Auf der einen Seite enthalten sie umfangreiche Informationen über Patienten und ermöglichen es Ihnen daher, mehr Wissen über vorhandene Pathologien zu speichern. Dies wird zu einer früheren und genaueren Diagnose nicht nur von Krankheiten, sondern auch von verschiedenen Prädispositionen beitragen. Auf der anderen Seite werden Big Data dazu beitragen, Bibliotheken mit Strukturdaten zu erstellen, die es den Wissenschaftlern ermöglichen, eine Antwort zu erhalten, noch bevor grundlegende und kostspielige Forschungen durchgeführt werden. Beispielsweise sollte die Theorie bei der Entwicklung eines neuen Arzneimittels getestet und entwickelt werden.
Diese 4 Kugeln sind Schlüsselaspekte des RadialenDiagnostika, die die Welt der Strahlungsdiagnostik verändern und Ärzten neue Möglichkeiten im Kampf gegen die schwersten Krankheiten des einundzwanzigsten Jahrhunderts eröffnen.