Kuinka voit katsoa aivoihin?
Dia näyttää erilaisia aivojen kuvantamistekniikoita. Ensimmäinen kuva missä
Sitten alkaa mielenkiintoisuus - meillä onkyky käyttää verta kontrastina, jotta voit saada angiografiaa. Tämä on tutkimus aivojen verisuonista, mikä ei tarkoita varjoaineen lisäämistä ulkopuolelta, kontrasti on ihmisverta. Joten voimme rakentaa kauniin kuvan aivojen verisuonista, ja tässä visualisoidaan Willisin ympyrä - vakuuden pääympyrä, eli ne suonet, jotka kommunikoivat keskenään ja toimittavat verta kaikille aivojen alueille.
Seuraavat kolme värikuvaa renderöidäänrakenteellinen ja toiminnallinen tomografia. Ja sateenkaaren väreissä oleva kuva on magneettiresonanssitraktografiaa tai diffuusiotraktografiaa. Sen avulla voimme nähdä, kuinka kustakin hermosolusta tulevat reitit, hermoreitit, yhdistyvät ja kulkevat esimerkiksi aivokuoresta alas selkäytimeen ja edelleen lihaksiin.
Toiseksi viimeiset kuvat kirkkaan oranssillavärjätty on toiminnallinen magneettikuvaus. Tämä on yksi mielenkiintoisimmista MRI-tekniikoista, jolla on rajallinen käyttö kliinisessä käytännössä, mutta sitä käytetään laajalti tieteellisessä tutkimuksessa. Tällä menetelmällä voit nähdä aivojen eri alueiden toiminnallisen toiminnan sillä hetkellä, kun henkilö tekee jotain tai on levossa.
Uusin kuva onPositroniemissiotomografiaa, säteilydiagnostiikan kalleinta menetelmää, käytetään aktiivisesti joissakin kliinisissä tilanteissa. Täällä on radiofarmaseuttinen lääke, joka ruiskutetaan ihmisen verenkiertoon, jolloin voit rekisteröidä alueet, jotka keräävät sitä eniten.
tietokonetomografia
Tieteilijöillä on valtava määrä työkaluja,joiden avulla voit katsoa aivoihin, tarkastella koko kehoa. Tämä on erittäin hyödyllistä kliinisen lääketieteen ja kliinikoiden suorittaman diagnoosin kannalta.
Mutta mitä tapahtui ennen sitä?Kuinka lääkärit päätyivät diagnoosiin napauttamalla, kuuntelemalla, puhumalla potilasta? Vuonna 1896 lääketieteessä tapahtui vallankumous - röntgenkuvaus keksittiin, se levisi valtavasti. Ja sitten sitä alettiin käyttää laajalti kliinisessä käytännössä.
Valitettavasti röntgenkuvat ovat aktiivisiakertyy luihin, mukaan lukien kalloon. Tämän kirkkaan kuvan läpi on vaikea nähdä sisäisiä rakenteita ja mitä on kallon laatikon takana, se ei anna sinun nähdä aivojen pehmytkudoksia. Ensimmäinen, joka löysi ratkaisun ongelmaan, oli Walter Dandy. 1920-luvulla hän keksi menetelmän nimeltä ventrikulografia, samaan aikaan pneumoenkefalografia ilmestyi.
Mikä se on?Emme voi katsoa kallon luiden läpi aivoihin, mutta tiedämme, että elimen sisällä on onteloita, jotka ovat täynnä aivo-selkäydinnestettä, joka eroaa koostumukseltaan verestä, mutta ei kuitenkaan ole vuorovaikutuksessa röntgensäteiden kanssa. Voimme pumpata tämän nesteen ulos, korvata sen ilmalla tai toisella nesteellä - ja se kertoo meille, mitä aivokudoksissa on.
Menettely, jossa sinun on pumpattava useita kymmeniämillilitraa nestettä järjestelmästä on erittäin monimutkainen, suljettu, ja pienimmätkin vaihtelut voivat aiheuttaa kohtalokkaita seurauksia. Mutta tutkijat ja lääkärit onnistuivat tekemään sen. Tämä menetelmä oli pääasiallinen aivojen kuvantamismenetelmä 1970-luvulle asti. Sitten Godfrey Hounsfield loi menetelmän, joka on nyt tullut etualalle diagnostisen merkityksen kannalta - tämä on tietokonetomografia.
Kuvassa on lokakuun 1. päivänä otettu kuva.1971 - tilannekuva elävän ihmisen aivoista. Siinä näemme kysta, joka on täynnä nestettä. Tämä otos oli rakeinen ja heikkolaatuinen, mutta sekin oli valtava läpimurto. Ensimmäinen TT-skannaus tehtiin noin vuonna 1969. Tämä on kuva kuolleen nuoren härän aivoista, Godfrey Hounsfield asetti sille tekniikkaa.
Mielenkiintoista, ilman Beatlesiä, kehitystätietokonetomografia ei olisi yhtä aktiivinen. 1960-luvulla EMI, jossa Godfrey Hounsfield työskenteli, oli myös levytysyhtiö. Valtavaa suosiota saavuttaneen ryhmän kanssa tehdyn sopimuksen ansiosta ilmestyi varoja, joilla Hounsfield paransi tietokoneita, ja ne mahdollistivat suuren määrän tietokonetomografiasta saatua tietoa.
Tältä näytti ensimmäinen CT-skanneri Atkinson Morleyn sairaalassa Lontoossa. Ja tämä on sama nainen, jolle tämä toimenpide tehtiin ensimmäisenä.
Maassamme tietokonetomografia alkoikehittyvät lähes välittömästi sen jälkeen, kun ne ovat ilmestyneet Yhdistyneeseen kuningaskuntaan. Ensimmäinen CT-skanneri ilmestyi Neurologian tieteelliseen keskukseen - tämä on toinen alma materini, paikka, jossa suoritin residenssini. Puhuin maamme ensimmäisen röntgenlaboratorion avustajan kanssa, hän työskenteli Neuvostoliiton ensimmäisen CT-skannerin parissa.
Hän työskentelee edelleen siellä ja kertoiuskomattomia tarinoita: aiemmin TT-skannaukset kestivät niin kauan, että potilaan piti makaa paikallaan tuntikausia saadakseen normaalit kuvat aivoista. Esimerkiksi eräänä päivänä hän oli hajamielinen, ja kun hän palasi, hän huomasi, ettei skannaushuoneessa ollut ketään. Kävi ilmi, että potilas oli makaanut siellä jo kaksi tuntia ja hän halusi mennä wc:hen. Se palautettiin ja skannattiin vielä tunnin verran. Joten muutaman sekunnin kestävä tutkimus on suuri siunaus.
Positroniemissiotomografia
Heti sen jälkeen, kun tietokonetomografia ilmestyi japositroniemissiotomografia. Sen esi-isä oli psykiatri ja neuropsykiatri Louis Sokoloff. Hän keksi kuinka luoda radiofarmaseuttinen lääke ja käyttää sitä aivojen toiminnan visualisointiin. Sokoloff työskenteli sotavuosina Yhdysvalloissa ja oli erittäin kiinnostunut ymmärtämään, mitä tapahtuu sotilaan aivoissa kuorishokin aikana ja miten se sitten katoaa.
Mutta sellaisia menetelmiä ei ollut.Luonnollisesti oli sähköenkefalografia, joka mahdollisti aivokuoren sähköisen toiminnan mittaamisen, mutta se ei päässyt siirtymään syvemmälle rakenteisiin. Ensimmäinen positroniemissiotomografia tehtiin 16. elokuuta 1976 aivoille.
Mustat alueet ovat aivokuori.Ensimmäinen radiofarmaseuttinen lääke oli fluorodeoksiglukoosi. Mikä on glukoosi - tämä on hermosolujen tärkein ravintokomponentti, joten aktiivisesti toimivat hermosolut, jotka muodostavat aivokuoren, absorboivat sen aktiivisesti ja ilmoittivat, että heillä oli paljon mutatoitunutta glukoosia. Siksi saamme kuvan kirkkaasta mustasta aivokuoresta.
Ja tämä on ensimmäinen magneettikuvaus.Vasemmalla sen luojat ovat Raymond Damadian ja Lawrence Minkoff. Se on tehty 3.6.1977. Tämä menetelmä eroaa olennaisesti tietokoneesta positroniemissiotomografiasta. Se ei sisällä ionisoivaa säteilyä, se on täysin turvallinen.
tietokonetomografia
Jo menetelmän nimellä (toinen kreikkalainen.τομή - "leikkaus") on selvää, että kyseessä on leikkauskuva, objektin tiheyden kerros kerrokselta mittaaminen röntgensäteillä, jota seuraa tietojen matemaattinen tietokonekäsittely. Joten voit saada kolmiulotteisen kuvan vahingoittamatta kehon eheyttä. Jokaisen kerroksen tiedot kerätään yhdeksi kuvaksi, se voidaan rekonstruoida kuvaksi missä tahansa tasossa.
Tässä tapauksessa on röntgenlähdesäteily - röntgenputki, tutkijat loistavat halutun kohteen läpi. Kudoksen tiheydestä riippuen röntgensäteily ikään kuin roikkuu, jää kehon eri kudoksiin. Luilla on suurin tiheys, ne säilyttävät lähes 100% säteilystä. Alin on ilma. Tiedot kerätään ilmaisimeen, sitten ne muunnetaan digitaaliseksi kuvaksi ja algoritmien avulla rakennetaan kuva, jonka näemme näytöllä.
Laitteita on toistaiseksi useita sukupolviaon perinteinen tietokonetomografia, joka on nyt käytännössä poissa. Siellä putki yhdessä anturin kanssa kiertää myötäpäivään, tekee täyden ympyrän ja sitten pöytä etenee hieman. Putki tekee toisen käännöksen ja niin edelleen.
Ja MSCT-menetelmää käytetään laajalti.Tässä pöytä ei pysähdy, se liikkuu ja ilmaisimen putki pyörii potilaan ympäri erittäin tiukassa spiraalissa ja valaisee tarvittavan kehon alueen melko lyhyessä ajassa. Tämä tapahtuu nopeasti, laitteet voivat tehdä 256 ja jopa 512 kierrosta sekunnissa. Mutta nyt tutkijat ovat siirtymässä säteilyaltistuksen vähentämiseen ja tutkimuksen laadun parantamiseen.
Kuvassa pään CT-kuvan tulos. Se osoittaa, että jotain on vialla - yksi pallonpuolisoista on selvästi suurempi ja signaalin voimakkuudeltaan hieman pienempi.
Tietokonetomografia voi myös tehdäkatsoa kuinka verta toimitetaan aivojen eri alueille, tätä menetelmää kutsutaan perfuusioksi. Ja samassa potilaassa voidaan nähdä sini-sinisiä sävyjä. Tämä tarkoittaa, että verenkierto on heikentynyt, voimme päätellä, että veritulppa tai embolia on juuttunut jonnekin. Nyt joitain kliinisiä toimenpiteitä voidaan suorittaa potilaan kanssa.
Lisäksi on tietokonetomografiaangiografia, se suoritetaan käyttämällä varjoainetta. Varjoaine voi tiiviisti täyttämällä suonet muodostaa erittäin kirkkaan kuvan, jota voimme arvioida rakentamalla kolmiulotteisia kuvia.
</ p>Magneettikuvaus
Tämä menetelmä laajentaa mahdollisuuksia huomattavastikliinikko ja radiologi. Tämä on aivojen kuvantamisen kultastandardi. Sen avulla voit saada kuvia sisäelimistä in vivo, jotka perustuvat ydinmagneettiseen resonanssiin. Tämä on ilmiö kvanttimaailmasta, joten yksinkertaistan joitain asioita, jotta en sukeltaisi kaikkiin fyysisiin hienouksiin.
Kompleksiin muodostuu pysyvä magneettikenttä.Potilas sijoitetaan sinne, jossa hän oleskelee jonkin aikaa. Siellä muodostuu pysyvä magneettikenttä, se on 10 tuhatta kertaa suurempi kuin Maan magneettikenttä, mutta tämä ei ole ollenkaan pelottavaa. Magneettikuvauksessa ei ole säteilyä, se on yksi turvallisimmista menetelmistä.
</ p>Miten hän toimii?Kehomme koostuu enimmäkseen vedestä - kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista. Näin ollen vety on kehomme yleisin alkuaine. Vetyllä ja useilla muilla elementeillä on tiettyjä fysikaalisia ominaisuuksia - yksinkertaistetusti ne voivat pyöriä akselinsa ympäri, eli precessoida. Nämä pyörimisakselit voivat näyttää satunnaisesti täysin eri suuntiin.
Vain asettamalla ihminen vahvaan magneettiinkenttä ei riitä vastaanottamaan signaalia. Meidän täytyy vaikuttaa protoneihin. Tätä vaikutusta käsitellään radiotaajuisilla säteillä, jotka syötetään radiotaajuisilla keloilla.
Kelat ovat lisäosiamagneettikuvaus. Kun potilaalle tehdään pään magneettikuvaus, hänelle laitetaan ylimääräinen kypärä. Nämä ovat keloja, useimmiten ne ovat sekä vastaanottavia että lähettäviä. Ne voivat molemmat lähettää radiotaajuisen pulssin ja saada signaalin, eli toimia ilmaisina saadakseen signaalin takaisin.
Vaikutamme protoneihin radiotaajuudellasäteilyä taajuudella, joka on lähellä protonin pyörimistaajuutta ja siten poikkeutamme nuolen. Saamme kierrejousen, annamme sille energiaa, voimme kääntää sitä 90 tai 180 astetta riippuen siitä, mitä tarvitsemme. Ja kun RF-pulssi pysähtyy, pyörimissuunta palaa nykyiseen asentoon. Aivan kuten puristamamme jousi, se laajenee jälleen alkuperäiseen tilaansa, ja energiaa vapautuu, me kutsumme sitä rentoutukseksi, ja tämän energian tallentavat ilmaisimet, jotka sijaitsevat keloissa.
Eli MRI:n perusperiaatteet ovat kiihottaminenprotoneja, atomeja, joihin vaikutamme, sitten korjaa rentoutumisen, saa energian takaisin, muuntaa hahmon kuvaksi. Tämä tehdään myös monimutkaisilla matemaattisilla menetelmillä, kuten Fourier-muunnolla.
Tomografeja on useita sukupolvia:esimerkiksi matalalattia avoin. Ne ovat edellistä sukupolvea, magneetit sijaitsevat ylä- ja alapuolella. Klinikoilla käytetään avoimia koneita, koska ne ovat ainoita, joilla voidaan skannata klaustrofobiset potilaat. On olemassa korkeakentän suljettuja laitteita, joissa magneettikentän voimakkuus on suurin.
MRI:ssä on erilaisia tiedonkeruutapoja - voitsulkea pois elementtejä tai lisätä tietoja - esimerkiksi ekstrapoloi hieman kuvaa. Ensimmäinen kuva on T2. Tästä näet, että harmaata ja valkoista ainetta on kierretty 180 astetta. Tätä tilaa tarvitaan, koska jotkin sairaudet ovat helpompia nähdä tummalla taustalla. Toinen kuva on T1. Siinä näkyy aivojen anatominen rakenne, eli harmaa aine on todella harmaata, valkoinen on hieman vaaleampi.
Kuvasta on toinen versio.Tämä on T2-painotettu kuva, jossa on vapaan nesteen vaimennus. Tämä on sama kuin ensimmäinen, mutta poistimme koko signaalin vapaasta nesteestä ja saimme mahdollisuuden nähdä patologisesti muuttuneen aivoaineen pesäkkeet.
MRI:tä voidaan käyttää myös verisuonten tarkasteluun.Alla on angiografia - toinen kuva. Voimme tarkastella veri-aivoestettä - tämä on este veren ja aivojen aineen välillä, josta se voi kulkeutua ja vuotaa. Tässä kirkkaasti hehkuvan aivojen palan alue on turvotus, se kertoo meille, että täällä sijaitsee iskeeminen aivohalvaus, akuutin hapenpuutteen alue.
Toiminnallinen MRI
Tämä on tärkein tieteessä käytetty menetelmä.Mutta se on tärkeää myös neurokirurgien kliinisen käytännön kannalta - jos sinun on poistettava tietty osa aivoista, sinun on katsottava, vaikuttaako tämä toimintaan? Tätä varten tehdään toiminnallinen magneettikuvaus - aivojen leikkausta edeltävä kartoitus, jotta nähdään: miten sijaitsee esimerkiksi poistettavan kasvaimen lähellä ja toiminnallisesti aktiivisen alueen alue. aivokuori, esimerkiksi puhekeskus, ja poistetaanko esimerkiksi puhekeskuksen alue kasvaimen kanssa.
FMRI:n avulla voit tallentaa, vastaanottaakuuloaktivaatio, eli nähdä, mitkä aivoalueet aktivoituvat vasteena äänialtistukseen. Voit saada motorista aktivointia, esimerkiksi pyytää potilasta liikuttamaan sormea ja fiksoida liikkeen aiheuttaman toiminnan aivokuoressa.
Voit myös tarkastella passiivisia aivoja, koskaettä hänkin käyttää paljon energiaa tasapainonsa ylläpitämiseen. Kuvassa yksi mielenkiintoisimmista verkostoista on aivojen passiivisen tilan verkosto. Uskotaan, että tämä verkosto heijastaa osittain ihmistietoisuuden läsnäoloa. Tieteellinen tutkimus tietoisuuden alalla on yksi kunnianhimoisimmista asioista neurotieteen alalla.
Traktografiya antaa sinun korjata liikkeenprotonit aksoneja pitkin, hermoreitit. Jotta voimme saada kauniita kuvia, tässä jokainen väri on koodattu suunnalla. Näistä väreistä saat erittäin tärkeää tietoa. Tämä on välttämätöntä kliinisessä käytännössä, esimerkiksi neurokirurgisen leikkauksen aikana, jotta ei kosketa strategisesti tärkeää osaa tätä valtatietä. Tältä näyttää ohjelma, jolla voit rakentaa traktorit.
Positroniemissiotomografi
Tämä on radionuklidimenetelmä sisäiseen tutkimiseenihmiselimiin, joissa muodostuu antimateriaa ja tapahtuu tuhoutuminen. Nämä ovat vaikeita sanoja, mutta ne löytyvät Dan Brownin romaaneista. Heistä muistamme, että pienikin määrä aineeseen sekoitettua antimateriaa riittää pyyhkimään kaupungin maan pinnalta. Mutta tätä menetelmää ei pidä pelätä, se voi tuoda suhteellisen pienen määrän säteilyä, joka on normaalialueella.
Mikä on positroniemissiotomografian periaate?Se tosiasia, että fluori-18:n puoliintumisaika on 110 minuuttia, joten sinulla on oltava aikaa ensinnäkin syntetisoida radiofarmaseuttinen lääke ja toiseksi tuoda se klinikalle, jossa se annetaan potilaalle, odota, kunnes kaikki tämä glukoosi on levinnyt koko potilaan kehoon, ota sitten kuvia. Fluori kuitenkin hajoaa beeta-plus-hajoamisen kautta ja vapauttaa positronin. Se kohtaa ensimmäisen elektronin, jonka se kohtaa, on vuorovaikutuksessa, tapahtuu tuhoutuminen ja ilmaisimet havaitsevat kaksi gamma-kvanttia. Näin tutkijat saavat kirkkaimman mahdollisen kuvan sinne, missä suurin osa radioaktiivisesta lääkkeestä kertyy.
Tältä hybriditutkimukset näyttävätyhdistää PET-CT, PET-MRI, tämä on nyt yksi uusista menetelmistä. Samaan aikaan kliinisen tiedon saamiseksi yhdistetään myös toiminnallinen aktiivisuus ja rakenteellinen aktiivisuus. Ei niin kauan sitten ilmestyi koko kehon PET-skanneri - tämä tarjoaa myös paljon mielenkiintoista ja kliinisesti merkittävää tietoa. Innovaatioiden ja teknologian näkökulmasta tiede voi edelleen kehittyä eteenpäin ja monilla aloilla - CT, MRI, PET - ja tehdä siellä tieteellisiä, tieteellisiä ja teknisiä parannuksia ja myötävaikuttaa uuden teknologisen ja korkean teknologian lääketieteen syntymiseen.
Lue lisää
Katso "hiljaista" dronea uuden sukupolven ionivoimalla
Muinaiset trilobiittiurokset kiinnittivät naaraat parittelun aikana
Venäjällä ja Yhdysvalloissa on Doomsday-koneita: miten ja mihin ne lentävät maailman loppuessa