Hogyan hatott a sugárzás diagnosztizálása
A radiológiai diagnosztika történetének kiindulópontja az
Wilhelm Konrad röntgen- Német fizikus a Würzburgi Egyetemről.Pályafutása során fizikaprofesszorként is dolgozott Hohenheimben, Strasbourgban, Giessenben és Münchenben. A fizika történetének első Nobel-díjasa (1901).
A röntgen vizsgálata piezoelektromos ésa kristályok piroelektromos tulajdonságai megállapították a kristályok elektromos és optikai jelenségeinek kapcsolatát, a mágnesesség kutatását végezték, amely a Hendrik Lorentz elektronikus elméletének egyik alapja volt.
De az X-sugarak fő felfedezése a röntgensugarak,amit már 50 éves volt. Az ipari cégek képviselői ismételten felkérték egy tudósot, hogy javaslatokat köthessen a találmány igénybevételéhez szükséges jogokkal. De Roentgen nem volt hajlandó szabadalmaztatni a felfedezést, mert a kutatást nem jövedelemforrásnak tekintette.
A gonosz irónia miatt - röntgensugarak meghaltak a rákban, a modern diagnózisban, melynek során a tudós találmányát aktívan használják.
Több német cég is dolgozott ezenröntgencsövek létrehozása, de túl drágák voltak, és sok klinika nem engedhette meg magának ezt a berendezést. 1918-ban a Philips kifejlesztette első orvosi röntgencsövét, amely áttörést hozott a tuberkulózis elleni küzdelemben, és lehetővé tette az orvosok számára, hogy kézbe vegyék a betegség terjedését. A röntgen működési elve nem változott az évek során: a röntgencső olyan sugárzást hoz létre, amely áthalad az emberi testen és eléri a detektort. A különböző szövetek eltérően továbbítják vagy blokkolják a röntgensugarakat, így kép jön létre.
Wilhelm Konrad röntgen
1932-ben csökkentett ésa használt röntgengép könnyű változata, beleértve a holland hadsereg orvosait is. Már 1939-ben megjelent 100 ezer jármű. A röntgencsöveket megfizethető áron kezdték el az egészségügyi intézményeknek világszerte szállítani, és az X-sugarakkal kapcsolatos ismeretek elterjedése befolyásolta az első CT-szkennerek létrehozását.
Hogyan segített a denevérek az orvosoknak
Az ultrahang története a 18. században kezdődött, amikorLazzaro Spallanzani olasz fizikus és természettudós arra hívta fel a figyelmet, hogy a denevérek képesek teljes sötétségben is navigálni. Empirikusan a tudós megállapította, hogy még a látás hiánya sem zavarja ezt. De a fülben lévő viaszdugó miatt az éjszakai állatok elvesztették tájékozódásukat a térben. Spallanzani azt javasolta, hogy a denevérek egy bizonyos, az ember számára nem hallható hangot adnak ki, amely visszaverődik a felületekről, és segít az állatoknak könnyedén elkerülni az akadályokat. Abban az időben az ultrahangos jeleket nem lehetett kimutatni, így a tudós feltételezései hipotézisek maradtak.
A denevérek teljes sötétségben orientálódnak a felületekről visszaverődő ultrahang miatt.
1880-ban Pierre és Jacques Curie fizikusok megállapítottákEgyes kristályok (például kvarc) képesek felismerni az elektromos mezőt, ha mechanikai hatásnak vannak kitéve. Ennek a felfedezésnek köszönhetően létrejöttek az első ultrahangos detektorok - az eszközök fő elemei, amelyek először tették lehetővé az ultrahang jelek technikai fogadását.
Berendezések, amelyek modern módon emlékeztetnekgyógyászati eszközöket csak az 1950-es években hoztak létre. John Julian Wilde angol sebész először ultrahanggal mérte meg a bélfal vastagságát, speciális diagnosztikai érzékelőket fejlesztett ki, és megállapította, hogy a rosszindulatú szövetek az ultrahang hullámokat jobban tükrözik, mint az egészségesek. A modern ultrahang eszköz prototípusa, ahol az érzékelő az orvos kezében van, 1963-ban jelent meg az Egyesült Államokban - ettől a pillanattól kezdve az ultrahang széles körben szerepelt az orvosi gyakorlatban. Napjainkban ez a leginkább elérhető és legbiztonságosabb diagnosztikai módszer, amelyet mindenhol használnak a szív- és érrendszeri, onkológiai betegségek, a gyomor-bélrendszer és mások munkájának tanulmányozására.
Biztonság és megbízhatóság - MRI felfedezés
1946-ban Felix Bloch a StanfordbólAz Egyetem és Edward Purcell a Harvardról egymástól függetlenül fedezték fel a mágneses magrezonancia jelenségét, amiért mindketten fizikai Nobel-díjat kaptak. Kevesen tudják, hogy az első tudós, aki 1960-ban javasolta a mágneses rezonancia képalkotás (MRI) használatát betegségek diagnosztizálására, Vladislav Aleksandrovich Ivanov szovjet tudós volt.
Ennek ellenére az MRI alapítási dátumaÁltalánosan elfogadott, hogy 1973 volt az az év, amikor Paul Lauterbur kémia és radiológia professzora megjelentette az „Imaging by Induced Local Interaction” című cikket a Nature folyóiratban; mágneses rezonancián alapuló példák." Ez a munka képezte az MRI diagnosztika alapját.
Az MRI mágneses rezonanciát alkalmazó szervek kivágott képeit nyújtja
Egy másik tudós Peter Mansfield javultmatematikai képalkotó algoritmusok. Később volt egy módja annak, hogy mágneses rezonanciával rendelkező szervek rövid képeket kapjanak. Egyszerűen fogalmazva, vizualizálja az ember belső szerveinek és szöveteinek állapotát erős mágneses mezőbe helyezve. 2003-ban Lauterbur és Mansfield elnyerte a fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat.
2-in-1 diagnosztika: A PET / CT módszer felfedezése
Pozitron emissziós tomográfiát (PET) végeztünkhosszú fejlődési út a tudományos laboratóriumban történő felhasználástól a klinikai gyakorlatban történő megvalósításig. Az 50-es években ezen a területen felfedezett új felfedezéseknek köszönhetően az orvosok láthatták egy radiofarmakon – egy radioaktív atommal jelölt biológiailag aktív vegyület – eloszlását az emberi szervezetben.
A PET-szkenner első prototípusa 1952-ben jelent mega Massachusettsi Általános Kórházban, de segítségével az orvosok csak egy kétdimenziós képet kaptak, és nem azok sorozatát. Ennek oka az volt, hogy a szkennernek csak két detektora volt, a páciens fejétől jobbra és balra, és a felbontás alacsony volt. A készülék érzékenysége azonban így is képes volt kimutatni a daganatot.
A kép a maximális intenzitású előrejelzések módszerével készült
A továbbfejlesztés során a PET két irányba haladtirányok: az érzékelők száma és elhelyezkedése nőtt ezzel párhuzamosan a kifejlesztett matematikai adatfeldolgozási módszerekkel. Az 1970-es évek végén a PET-szkennerek széles körben elterjedtek a klinikai gyakorlatban, és a 90-es évek elején a genfi egyetem Rudi Egeli, a kémcsövek a PET-szkenner-érzékelők közötti résbe helyezték a CT-készülékek befogadását. és az anyagcsere a beteg testében. Így jelentek meg a kombinált PET / CT szkennerek, amelyek a modern klinikákban használatosak világszerte.
Innováció itt és most
Csak fél évszázad volt, hogy megjelenjeneka gyógyszer fejlődött. Egy személy egy kattintással történő teljes vizsgálata, a képek távoli áthelyezésének lehetősége és távoli konzultáció más szakértőkkel - tudta-e Wilhelm Roentgen vagy Lazzaro Spallanzani? Napjainkban a sugárzási diagnosztika területén a fejlesztések célja a vizualizáció minőségének javítása, mivel az egyértelmű kép lehetővé teszi az orvosok számára, hogy pontos vizsgálatot végezzenek, először végezzék el a helyes diagnózist, és gyorsan meghatározzák a további kezelési taktikát. Emellett a modern technológiák nemcsak az orvostudományban, hanem más területeken is segítik az új kutatási és áttörési felfedezéseket, például a régészetben és a neurolingvisztikában.
CT-szkenner, aki az egészséget védi és segít a régészeknek
A szív az egyetlen olyan szerv a testben, amelyfolyamatos mozgásban van. Amikor egy mozgó tárgyat fényképezünk egy fényképezőgéppel, az homályos és homályos lesz. De a modern számítógépes tomográfia megőrzi a kép tisztaságát. Manapság a CT-szkennerekkel nemcsak a szívet lehet néhány másodperc alatt megvizsgálni, hanem az erekről, a csontvázról és más szervekről is nagy pontosságú képeket készíthetünk.
A Philips szakemberei még tovább menteknéhány évvel ezelőtt létrehozta az IQon spektrális számítógépes tomográfot. Ez az eszköz a világ első olyan rendszerévé vált, amely egyedülálló kétrétegű detektor alapján működik. Ezzel párhuzamosan megkülönbözteti a magas és alacsony energiaszintű röntgensugárzás fotonjait, ami lehetővé teszi nem csak anatómiai információk, hanem a szövetek összetételére vonatkozó adatok beszerzését is. Ez segít az orvosoknak, hogy tájékozottabb döntéseket hozzanak a beteg diagnózisának további kezeléséről és kezeléséről. A spektrális CT vizsgálata után a radiológusok elemezhetik a hagyományos CT-szkenneléssel megkülönböztethető objektumokat.
betoldott
A CT nem csak a felmérés elvégzésében segítember, de megnyitja az ősi kultúra és történelem titkai fátyolát is. Néhány évvel ezelőtt, a tomográfiai képességeknek köszönhetően a Philips és a Naturalis Múzeum szakemberei sikerült megvizsgálni az elmúlt 66 millió évvel ezelőtt, és tanulmányozták a Tyrannosaurus Rex caudalis csigolyáját. Ezt megelőzően, a Philips CT segítségével tanulmányoztak Pompeii város lakóinak maradványait, amelyek 79 AD-ben bekövetkezett katasztrofális vulkáni kitörés során megsemmisültek.
Tumor a fegyver alatt: milyen digitális PET / CT képes
A PET / CT egyszerre két fajtát egyesítkutatás: a számítógépes tomográfia kiértékeli a módosított szövetek szerkezetét, és segít meghatározni a milliméteres elhelyezkedését, és a pozitron emissziós tomográfia nagy pontosságú háromdimenziós képeket hoz létre, amelyek lehetővé teszik a szövetekben és szervekben előforduló folyamatok látását.
betoldott
Ma a PET lehetővé teszi az orvosok számára az azonosítástA daganatok három milliméteres méretűek, és a CT milliméteres pontossággal képes meghatározni a helyét. Ez a módszer igazi forradalommá vált az orvostudományban: a PET/CT segítségével az orvosok diagnosztizálhatják az agyat, azonosíthatják az életkorral összefüggő betegségeket - Alzheimer- és Parkinson-kórt -, és felismerhetik a szívkoszorúér-betegségeket is. Ezenkívül a PET/CT segít a rákos sejtek jelenlétének korai stádiumban történő kimutatásában, és szükség esetén a kezelés gyors megkezdésében.
Ezzel a módszerrel a sebész pontosan tudjahol van a daganat, mi a fejlődés dinamikája, ami lehetőséget ad arra, hogy teljesen eltávolítsa azt az egészséges szervek befolyásolása nélkül. A szakértők megérthetik, hogy hogyan lehet a sugárterápiát legjobban a rákos sejtek elpusztítására, az egészséges szövetek minimális károsodásával. A Philips fejlesztői a közelmúltban bevezették a Vereos teljes digitális PET / CT szkennerét az orosz piacra, amely a hagyományos fénymásoló helyett digitális érzékelőt használ. A készülék még a nagyon alacsony dózisú sugárzást is megtartja, miközben magas képminőséget biztosít, ami biztonságosabb a beteg és az orvos számára. A berendezés lehetővé teszi a sugárterhelés szabályozását anélkül, hogy elveszítené a vizualizációs minőséget, és az implantátumok jelenlétében is megőrzi a képek tisztaságát.
Újdonságok az MRI és a neurolingvisztika területén
Az MRI-diagnosztikát ma eléggé tekintikszabványos eljárás, amely számos egészségügyi központban elvégezhető. De kevesen tudják, hogy az MRI értékes eszköz nemcsak az orvosok, hanem a neurolingvisztika területén dolgozó szakemberek számára is.
Mi történik a fejünkben, amikor halljukbeszéd vagy valami, amit mondunk? Hogyan lehet segíteni a beszédbetegségekben szenvedő embereket? Az MRI segít a szakembereknek, hogy „látják” a nyelvet. Tehát a neurolingvisztika HSE laboratóriumának tudósai funkcionális MRI-t használnak a beszédfunkciót befolyásoló különböző agyi elváltozásokkal rendelkező felnőttek tanulmányozására. Ennek a diagnózisnak köszönhetően láthatja a sérült területet, és az agy építi ki az újakat a törött linkek helyett. Az MRI adatok alapján megérthetjük, hogy a beszédfunkció elment. A tudósok kifejlesztettek egy speciális beszéd lokalizátort is: az emberek MRI-ben beszédfeladatot végeznek, amelynek segítségével meghatározzák az agyi régiók aktivitását. A kapott adatok alapján optimális terápia van kiválasztva.
Az MRI másik példája nem invazív.az emberi szervezetben a vas koncentrációjának értékelése. Ezt a kutatást a Kutatóintézet szakemberei végezték. Rogachev. A vérbetegségben szenvedő gyermekek megkapják az adományozóktól, amelyek idővel a vas tartalmú vegyületek - a vér hemoglobin lebomlási termékei - felhalmozódásához vezetnek. Ez a szervek funkcióinak súlyos megsértéséhez vezet, például a szívben - a hirtelen megálláshoz és a kardiomiopátiához, a májban - a cirrózishoz, a hasnyálmirigyhez - a cukorbetegséghez. Általában a vas koncentrációjának ellenőrzését májbiopsziával végzik, de ez a módszer invazív és súlyos következményekkel járhat. Az MRI modern módszerei sebészeti beavatkozások nélkül lehetővé teszik a vas koncentrációjának vizsgálatát a szövetekben, de további vizsgálatokra van szükség a módszer klinikai gyakorlatba történő bevezetéséhez.
kardiomiopátia- a szívizom betegségek heterogén csoportja,mechanikai vagy elektromos működési zavarokkal jár, ami általában nem megfelelő hipertrófiában vagy dilatációban nyilvánul meg. A kardiomiopátiák vagy csak a szívet érinthetik elszigetelten, vagy egy általános szisztémás betegség részét képezhetik, amely gyakran kardiovaszkuláris halálhoz vagy progresszív szívelégtelenség okozta rokkantsághoz vezet.
Elhaladt az orvosi diagnosztikai berendezésnagyszerű és minden évben javult, így jobb képeket kaphat. 2018 szeptemberében a Philips forradalmasította az iparágat és bevezette Európában az első MRI-gépet forradalmi hűtőrendszerrel a szupravezetés hatásának eléréséhez. A klasszikus mágnestől eltérően, amelyhez több mint 1500 liter folyékony héliumot kell hűteni, a cseppfolyósított gáz csak 7 litere vesz részt az új készülékben. A folyékony héliumot a gyártási szakaszban a rendszerbe helyezik, majd a mágnes teljesen lezáródik, ami kiküszöböli a gáz elpárolgásának lehetőségét, és megszünteti a rendszeres tankolás szükségességét. A géles szkenner egyszerűbb telepíteni és lehetővé teszi, hogy jelentősen csökkentsék a klinika működési költségeit.
Lépj be a jövőbe: mire érdemes várni a XXI. Században
A digitális integrált technológia fejlesztésévelA teleradiológiai képességek fokozatosan bővülnek. Ennek a szférának a lényege a diagnosztikai képek és más betegadatok cseréje a klinikán belül és kívül, távoli megkötésre vagy egy második szakértői vélemény megszerzésére. Teleradiológiai rendszerek segítségével javítható az orvosi ellátás minősége és elérhetősége a lakosság számára a világ bármely pontján.
Az orvosok segítségére az orvosi elemzésben és leírásbanA kép fokozatosan mesterséges intelligenciába kerül. Az AI átfogó elemzést ad a pillanatfelvételen rendelkezésre álló összes információról, ezáltal csökkentve a patológia véletlen elhagyásának kockázatát, amely nem a szakember látóterében volt. Továbbá az AI megoldja az orvosi képek minőségének problémáját, mert automatikusan ellenőrizheti, hogy vannak-e hibák a képen. Ennek következtében az ismételt vizsgálatok száma csökken, és a klinikák hatékonyabban tudják elosztani a költségvetést. A Philips már rendelkezik hasonló prototípus-megoldással.
betoldott
Nagy lendület a sugárzási diagnózis kialakulásáhozbővített valóság technológiát biztosít. Az ilyen áttörő megoldások egyike a Voka fejlesztése, amely lehetővé teszi a traumatológus számára, hogy a beteg vizsgálati és tervezési szakaszában sérült csontokat látjon a betegen belül. A CT vagy MRI eredményeként kapott adatok alapján a sérült szervek és szövetek 3D modelljei jönnek létre. A kapott modellek, valamint az implantátumok és a küllők modelljei a sebész további munkájára a Microsoft HoloLens vegyes valóságú fejhallgatóra kerülnek. Ez biztosítja a nagy pontosságot és a betegek gyors rehabilitációját még súlyos sérülések után is. Hasonló koncepciót dolgozott ki a Philips szakemberei a Microsoft-val közösen a HoloLens 2-hez. A megoldás lehetővé teszi a 2D-képek valós idejű átadását a kibővített valóság háromdimenziós holografikus környezetébe, melyet az orvos könnyen és intuitívan irányíthat. Ez a koncepció kifejezetten minimálisan invazív műveletekre készült, ahol a sikeres és részletes megjelenítés a sikeres eljárás kulcsa.
A nagy adatok nagy szerepet fognak játszani. Egyrészt hatalmas tömböket tartalmaznak a betegekről, és így lehetővé teszik, hogy több ismeretet tároljon a meglévő patológiákról. Ez nem csak a betegségek, hanem a különböző prediszpozíciók korábbi és pontosabb diagnosztizálásához is hozzájárul. Másrészről, a nagy adatok segítenek a strukturális adatok könyvtárainak létrehozásában, amelyek lehetővé teszik a tudósok válaszát még az alapvető és drága kutatások elvégzése előtt is: például, hogy az elméletet egy új gyógyszer kifejlesztésében teszteljék-e.
Ezek a négy gömb a radiális kulcselemekdiagnosztika, amely a sugárzás diagnosztikáját világossá teszi és új lehetőségeket nyit meg az orvosok számára a huszonegyedik század legsúlyosabb betegségei elleni küzdelemben.