Kako možete pogledati u mozak?
Slajd prikazuje različite tehnike snimanja mozga. Prva slika gdje
Tada počinje zanimljivo – imamomogućnost korištenja krvi kao kontrasta, tako da možete dobiti angiografiju. Ovo je studija žila mozga, što ne podrazumijeva uvođenje bilo kakvog kontrastnog sredstva izvana, kontrast je ljudska krv. Tako možemo izgraditi prekrasnu sliku žila mozga, a ovdje se vizualizira Willisov krug – glavni krug kolaterala, odnosno one žile koje međusobno komuniciraju i opskrbljuju krvlju sva područja mozga.
Sljedeće tri slike u boji prikazuju sestrukturna i funkcionalna tomografija. A slika u duginim bojama je magnetska rezonancijska traktografija, odnosno difuzijska traktografija. Omogućuje nam da vidimo kako se putevi, živčani putevi koji dolaze iz svake živčane stanice, spajaju i idu, na primjer, od moždane kore do leđne moždine i dalje do mišića.
Predzadnje slike sa svijetlo narančastom bojomobojena je funkcionalna magnetska rezonancija. Ovo je jedna od najzanimljivijih MRI tehnika, koja ima ograničenu primjenu u kliničkoj praksi, ali se široko koristi u znanstvenim istraživanjima. Ova metoda vam omogućuje da vidite funkcionalnu aktivnost različitih područja mozga u trenutku kada osoba nešto radi ili miruje.
Najnovija slika jepozitronska emisijska tomografija, najskuplja metoda u radijacijskoj dijagnostici, aktivno se koristi u nekim kliničkim situacijama. Ovdje postoji radiofarmaceutik koji se ubrizgava u krvotok osobe, tada možete registrirati područja koja će ga najviše akumulirati.
CT skeniranje
Znanstvenici imaju ogroman broj alata,koji vam omogućuju da pogledate u mozak, pogledate cijelo tijelo. Ovo je vrlo korisno u smislu kliničke medicine i dijagnoze od strane kliničara.
Ali što se dogodilo prije toga?Kako su kliničari tapkanjem, slušanjem, razgovorom s pacijentom došli do dijagnoze? Godine 1896. dogodila se revolucija u medicini - izumljen je rendgenski snimak, koji je postao enormno raširen. A onda se počeo naširoko koristiti u kliničkoj praksi.
Nažalost, X-zrake su aktivnenakuplja se u kostima, uključujući lubanju. Kroz ovu svijetlu sliku teško je vidjeti unutarnje strukture i ono što se nalazi iza lobanjske kutije, ne dopušta vam da vidite meka tkiva mozga. Prvi koji je pronašao rješenje problema bio je Walter Dandy. Dvadesetih godina prošlog stoljeća izumio je metodu zvanu ventrikulografija, otprilike u isto vrijeme kada se pojavila pneumoencefalografija.
Što je?Ne možemo gledati kroz kosti lubanje u mozak, ali znamo da unutar organa postoje šupljine koje su ispunjene cerebrospinalnom tekućinom, koja je po sastavu različita od krvi, ali, unatoč tome, nema interakciju s rendgenskim zrakama. Ovu tekućinu možemo ispumpati, zamijeniti je zrakom ili drugom tekućinom – i ona nam govori što se nalazi u moždanim tkivima.
Postupak u kojem trebate ispumpati nekoliko desetakamililitara tekućine iz sustava je vrlo složen, zatvoren, a najmanja kolebanja mogu uzrokovati fatalne posljedice. Ali istraživači i liječnici uspjeli su to učiniti. Ova metoda je bila glavna metoda snimanja mozga sve do 1970-ih. Tada je Godfrey Hounsfield stvorio metodu koja je sada došla do izražaja u smislu dijagnostičkog značaja – to je računalna tomografija.
Na slici je fotografija snimljena 1. listopada.1971. - snimak mozga žive osobe. Na njemu možemo vidjeti cistu ispunjenu tekućinom. Ovaj snimak je bio zrnast i nekvalitetan, ali i to je bio kolosalan napredak. Prvi CT snimak napravljen je oko 1969. godine. Ovo je slika mozga mrtvog mladog bika, Godfrey Hounsfield je na njemu postavljao tehniku.
Zanimljivo, bez Beatlesa, razvojkompjutorizirana tomografija ne bi bila tako aktivna. U 1960-ima, EMI, gdje je Godfrey Hounsfield radio, također je bila izdavačka kuća. Zahvaljujući ugovoru s grupom koja je stekla ogromnu popularnost, pojavila su se sredstva na kojima je Hounsfield poboljšao računala, a omogućili su obradu velike količine informacija dobivenih iz računalne tomografije.
Ovako je izgledao prvi CT skener u bolnici Atkinson Morley u Londonu. A riječ je o istoj ženi koja se prva podvrgla ovom zahvatu.
Kod nas je počela kompjuterska tomografijarazvijaju se gotovo odmah nakon njihovog pojavljivanja u Velikoj Britaniji. Prvi CT skener pojavio se u Znanstvenom centru za neurologiju - ovo je moja druga alma mater, mjesto gdje sam boravila. Razgovarao sam s prvom rendgenskom laboratorijskom asistentkinjom u našoj zemlji, radila je na prvom CT skeneru u SSSR-u.
Ona i dalje radi tamo i reklanevjerojatne priče: u prošlosti je CT skeniranje trajalo toliko dugo da je pacijent morao satima mirno ležati kako bi dobio normalne slike mozga. Primjerice, jednog dana je bila rastrojena, a kada se vratila, primijetila je da u sobi za skeniranje nema nikoga. Ispostavilo se da je pacijent već dva sata ležao i želio je na WC. Vraćena je i skenirana još sat vremena. Stoga je istraživanje koje traje nekoliko sekundi velika blagodat.
Pozitronska emisijska tomografija
Odmah nakon što se pojavila kompjuterizirana tomografija ipozitronska emisijska tomografija. Njegov predak bio je psihijatar i neuropsihijatar Louis Sokoloff. Shvatio je kako stvoriti radiofarmaceutik i koristiti ga za vizualizaciju moždane aktivnosti. Sokoloff je radio tijekom ratnih godina u Sjedinjenim Državama i bio je vrlo zainteresiran za razumijevanje što se događa u mozgu vojnika tijekom šoka granatom i kako onda nestaje.
Ali takvih metoda nije bilo.Naravno, postojala je elektroencefalografija, koja je omogućila mjerenje električne aktivnosti moždane kore, ali nije mogla prijeći u dublje strukture. Prva pozitronska emisijska tomografija napravljena je 16. kolovoza 1976. na mozgu.
Crna područja su moždana kora.Prvi radiofarmaceutik bila je fluorodeoksiglukoza. Što je glukoza - ovo je glavna nutritivna komponenta za neurone, pa su je aktivno aktivne živčane stanice koje čine korteks aktivno apsorbirale i signalizirale da imaju puno mutirane glukoze. Stoga dobivamo sliku svijetle crne moždane kore.
I ovo je prva magnetska rezonancija.S lijeve strane, njegovi tvorci su Raymond Damadian i Lawrence Minkoff. Napravljena je 3. lipnja 1977. godine. Ova metoda se bitno razlikuje od računalne pozitronske emisijske tomografije. Ne sadrži ionizirajuće zračenje, apsolutno je siguran.
CT skeniranje
Već prema nazivu metode (drugi grč.τομή - "presjek") jasno je da je riječ o slici presjeka, slojnom mjerenju gustoće objekta rendgenskim zrakama, nakon čega slijedi matematička računalna obrada podataka. Tako možete dobiti trodimenzionalnu sliku bez kršenja integriteta tijela. Informacije o svakom sloju skupljaju se u jednu sliku, mogu se rekonstruirati u sliku u bilo kojoj ravnini.
U ovom slučaju postoji izvor rendgenskih zrakazračenje - rendgenska cijev, istraživači sijaju kroz željeni objekt. Ovisno o gustoći tkiva, rendgensko zračenje, takoreći, visi, ostaje u različitim tkivima tijela. Kosti imaju najveću gustoću, zadržavaju gotovo 100% zračenja. Najniži je zrak. Podaci se prikupljaju u detektoru, zatim se pretvaraju u digitalnu sliku i pomoću algoritama se gradi slika koju vidimo na ekranu.
Do sada postoji nekoliko generacija uređajapostoji tradicionalna kompjuterizirana tomografija, koje sada praktički nema. Tu cijev zajedno s detektorom kruži u smjeru kazaljke na satu, napravi puni krug, a zatim stolić malo napreduje. Cijev se još jednom okreće i tako dalje.
A MSCT metoda se široko koristi.Ovdje se stol ne zaustavlja, kreće se, a cijev s detektorom rotira oko pacijenta u vrlo čvrstoj spirali i osvjetljava potrebno područje tijela u prilično kratkom vremenu. To se događa brzo, uređaji mogu napraviti 256 pa čak i 512 okretaja u sekundi. Ali sada se istraživači radije kreću prema smanjenju izloženosti zračenju i poboljšanju kvalitete istraživanja.
Na slici je rezultat CT-a glave. To pokazuje da nešto nije u redu - jedna od hemisfera je očito veća i nešto nižeg intenziteta signala.
Kompjutorizirana tomografija također možepogledajte kako se krv opskrbljuje različitim područjima mozga, ova metoda se zove perfuzija. I kod istog bolesnika vide se plavo-plave nijanse. To znači da je poremećena opskrba krvlju, možemo zaključiti da je negdje zapeo krvni ugrušak ili embolus. Sada se s pacijentom mogu poduzeti neke kliničke radnje.
Osim toga, postoji kompjuterska tomografijaangiografija, izvodi se pomoću kontrastnog sredstva. Kontrastno sredstvo, gusto ispunjavajući žile, može formirati vrlo svijetlu sliku, koju možemo ocijeniti izgradnjom trodimenzionalnih slika.
</ p>Magnetska rezonancija
Ova metoda uvelike proširuje mogućnostikliničar i radiolog. Ovo je zlatni standard za snimanje mozga. Omogućuje vam da dobijete slike unutarnjih organa in vivo, koje se temelje na nuklearnoj magnetskoj rezonanciji. Ovo je fenomen iz kvantnog svijeta, pa ću neke stvari pojednostaviti kako ne bih uranjao u sve fizičke suptilnosti.
U kompleksu nastaje trajno magnetsko polje.Bolesnik se tamo smjesti, gdje ostaje neko vrijeme. Tamo nastaje stalno magnetsko polje, ono je 10 tisuća puta veće od magnetskog polja Zemlje, ali to nije nimalo strašno. U magnetskoj rezonanciji nema zračenja, to je jedna od najsigurnijih metoda.
</ p>Kako on radi?Naše tijelo se većinom sastoji od vode – dva atoma vodika i jedan atom kisika. Sukladno tome, vodik je najčešći element u našem tijelu. Vodik i nekoliko drugih elemenata imaju određena fizička svojstva – pojednostavljeno, mogu se rotirati oko svoje osi, odnosno precesirati. Ove osi rotacije mogu nasumično gledati u potpuno različitim smjerovima.
Samo stavljanje osobe u jak magnetpolje nije dovoljno za primanje bilo kakvog signala. Moramo utjecati na protone. Tim utjecajem upravljaju radiofrekventne zrake, koje napajaju radiofrekventne zavojnice.
Zavojnice su dodatni dodacimagnetska rezonancija. Kada pacijent ima MR glave, stavlja se dodatna kaciga. To su zavojnice, najčešće su i prijemne i odašiljačke. Mogu i emitirati radiofrekvencijski puls i uhvatiti signal, odnosno biti detektor kako bi uhvatili signal natrag.
Na protone utječemo radiofrekvencijomzračenje na frekvenciji koja je bliska frekvenciji rotacije protona i tako skrećemo strelicu. Dobivamo zavojnu oprugu, dajemo joj energiju, možemo je skrenuti za 90 ili 180 stupnjeva, ovisno što nam treba. A kada se RF puls zaustavi, smjer rotacije se vraća u trenutni položaj. Baš kao i opruga koju smo stisnuli, ona se ponovno širi u prvobitno stanje, a energija se oslobađa, nazivamo je opuštanjem, a tu energiju bilježe detektori koji se nalaze u zavojnicama.
Odnosno, osnovna načela MRI su uzbuđenjeprotone, atome na koje utječemo, zatim popravljamo opuštanje, vraćamo energiju, pretvaramo lik u sliku. To se također postiže složenim matematičkim metodama, kao što je Fourierova transformacija.
Postoji nekoliko generacija tomografa:na primjer, niskopodni otvoreni. Prethodne su generacije, magneti se nalaze iznad i ispod. Otvoreni strojevi se koriste u klinikama jer jedini mogu skenirati pacijente s klaustrofobičom. Postoje zatvoreni uređaji visokog polja, gdje je najveća jakost magnetskog polja.
Postoje različiti načini prikupljanja informacija u MRI - možeteisključite elemente ili dodajte informacije - na primjer, malo ekstrapolirajte sliku. Prva slika je T2. Ovdje možete vidjeti da je siva i bijela tvar zarotirana za 180 stupnjeva. Ovaj način rada je potreban jer je neke patologije lakše vidjeti na tamnoj pozadini. Druga slika je T1. Na njemu se vidi anatomska struktura mozga, odnosno siva tvar je stvarno siva, bijela je malo svjetlija.
Postoji još jedna verzija slike.Ovo je T2-ponderirana slika sa supresijom slobodnog fluida. Ovo je isto kao i prvi, ali smo iz slobodne tekućine uklonili cijeli signal i dobili priliku vidjeti žarišta patološki promijenjene moždane tvari.
MRI se također može koristiti za pregled krvnih žila.Ispod je angiografija - druga slika. Možemo pogledati krvno-moždanu barijeru – to je barijera između krvi i tvari mozga, gdje ona može proći i procuriti. Ovdje je područje svijetlećeg dijela mozga edem, to nam govori da se tu nalazi ishemijski moždani udar, područje akutnog nedostatka kisika.
Funkcionalni MRI
Ovo je glavna metoda koja se koristi u znanosti.Ali važno je i za kliničku praksu neurokirurga – ako trebate ukloniti određeni dio mozga, onda trebate vidjeti hoće li to utjecati na funkciju? Da bi se to postiglo, radi se funkcionalna MRI - preoperativno mapiranje mozga da se vidi: kako se nalazi područje, na primjer, u blizini tumora koji treba ukloniti, i područje funkcionalno aktivnog područja cerebralni korteks, na primjer, govorni centar, te hoćemo li ukloniti npr. područje govornog centra zajedno s tumorom.
Koristeći fMRI, možete snimati, primatislušna aktivacija, odnosno da se vidi koja se područja mozga aktiviraju kao odgovor na izlaganje zvuku. Možete dobiti motornu aktivaciju, na primjer, možete zamoliti pacijenta da pomakne prst i popravi aktivnost u korteksu koju je pokret izazvao.
Možete pogledati i neaktivan mozak, jerda i on troši puno energije na održavanje ravnoteže. Na slici je jedna od najzanimljivijih mreža mreža pasivnog modusa mozga. Vjeruje se da ova mreža djelomično odražava prisutnost ljudske svijesti. Znanstveno istraživanje u području svijesti jedna je od najambicioznijih stvari u području neuroznanosti.
Traktografija vam omogućuje da popravite pokretprotoni duž aksona, živčanih puteva. Tako možemo dobiti prekrasne slike, ovdje je svaka boja kodirana smjerom. Iz ovih boja možete dobiti vrlo važne informacije. To je nužno u kliničkoj praksi, primjerice, tijekom neurokirurške operacije, kako ne bi dotakli strateški važan dio ove autoceste. Ovako izgleda program u kojem možete graditi traktore.
Pozitronski emisijski tomograf
Ovo je radionuklidna metoda za proučavanje unutarnjihljudskim organima, gdje nastaje antimaterija i dolazi do uništenja. Teške su to riječi, ali se mogu naći u romanima Dana Browna. Iz njih se sjećamo da je i mala količina antimaterije pomiješane s materijom dovoljna da zbriše grad s lica Zemlje. Ali ove se metode ne treba bojati, može donijeti relativno malu količinu zračenja, što je unutar normalnog raspona.
Koji je princip pozitronske emisijske tomografije?Činjenica da je poluživot fluora-18 110 minuta, tako da morate imati vremena, prvo, za sintetiziranje radiofarmaka, i drugo, donijeti ga u kliniku, gdje će se primijeniti pacijentu, pričekajte dok se sve ta se glukoza proširila po cijelom pacijentovom tijelu, a zatim fotografirajte. Međutim, fluor se raspada beta-plus raspadom i oslobađa pozitron. Susreće prvi elektron na koji naiđe, stupa u interakciju, dolazi do anihilacije i detektori detektiraju dva gama kvanta. Na taj način istraživači dobivaju najsvjetliju moguću sliku na mjestu gdje se nakuplja većina radiofarmaka.
Ovako izgledaju hibridne studijekombinirati PET-CT, PET-MRI, ovo je sada jedna od novih metoda. Istodobno, postoji i kombinacija funkcionalne aktivnosti i strukturne aktivnosti za dobivanje kliničkih informacija. Ne tako davno pojavio se PET skener cijelog tijela - to također pruža mnogo zanimljivih i klinički značajnih informacija. Sa stajališta inovacija i tehnologije, znanost se još može razvijati naprijed, i to u mnogim područjima - CT, MRI, PET - i tu napraviti znanstvena, znanstvena i tehnička poboljšanja i pridonijeti stvaranju nove tehnološke i visokotehnološke medicine.
Čitaj više
Pogledajte "tihi" dron s novom generacijom ionskog pogona
Drevni mužjaci trilobita vezali su ženke tijekom parenja
Rusija i Sjedinjene Države imaju avione Doomsdaya: kako i kamo će letjeti u slučaju smaka svijeta