איך הטכנולוגיה של אבחון הקרנות
נקודת המוצא בהיסטוריה של אבחון רדיולוגיה היא
וילהלם קונרד רנטגן- פיזיקאי גרמני מאוניברסיטת וירצבורג.במהלך הקריירה שלו עבד גם כפרופסור לפיזיקה בהוהנהיים, שטרסבורג, גיסן ומינכן. חתן פרס נובל הראשון בהיסטוריה של הפיזיקה (1901).
רנטגן חקר פיזואלקטריים והמאפיינים הפירואלקטריים של גבישים, הקימו את הקשר בין תופעות חשמליות אופטיות בגבישים, ערכו מחקר על מגנטיות, ששימש כאחד מיסודות התיאוריה האלקטרונית של הנדריק לורנץ.
אבל הגילוי העיקרי של צילומי רנטגן הם צילומי רנטגן,שאותו גילה כשהיה כבר בן 50. נציגי חברות תעשייתיות ניגשו שוב ושוב למדען עם הצעות לרכישת מציאות של זכויות להשתמש בהמצאה. אבל רונטגן סירב לרשום את הגילוי, כי הוא לא ראה את המחקר שלו מקור הכנסה.
עבור אירוניה רעה - צילומי רנטגן מתו מסרטן, באבחון המודרני של אשר המצאת המדען משמש באופן פעיל היום.
כמה חברות גרמניות עבדו עליצירת צינורות רנטגן, אבל הם היו יקרים מדי, ומרפאות רבות לא יכלו להרשות לעצמן ציוד זה. בשנת 1918 פיתחה פיליפס את שפופרת הרנטגן הרפואית הראשונה שלה, שעשתה פריצת דרך במאבק בשחפת ואפשרה לרופאים להשתלט על התפשטות המחלה. עקרון פעולת הרנטגן לא השתנה במהלך השנים: צינור רנטגן מייצר קרינה העוברת בגוף האדם ופוגעת בגלאי. רקמות שונות משדרות או חוסמות קרני רנטגן בצורה שונה, וכתוצאה מכך נוצרת תמונה.
וילהלם קונרד רנטגן
בשנת 1932, מופחתגרסה קלה של מכונת הרנטגן ששימשה, כולל הרופאים של הצבא ההולנדי. כבר בשנת 1939, הוא שוחרר 100 אלף כלי רכב. צינורות רנטגן החלו להימסר למוסדות רפואיים ברחבי העולם בשל מחיר סביר, והתפשטות הידע על צילומי רנטגן השפיעה על יצירתם של סורקי ה- CT הראשונים.
איך עטלפים עזרו לרופאים
ההיסטוריה של האולטרסאונד החלה במאה ה-18, אזהפיזיקאי וחוקר הטבע האיטלקי Lazzaro Spallanzani הפנה את תשומת הלב ליכולתם של עטלפים לנווט בחושך מוחלט. מבחינה אמפירית, המדען מצא שאפילו חוסר הראייה אינו מפריע לכך. אבל פקקי שעווה באוזניים גרמו לבעלי חיים ליליים לאבד התמצאות בחלל. ספאלנצאני הציע שעטלפים משמיעים צליל מסוים, שאינו נשמע לבני אדם, המשתקף ממשטחים ועוזר לבעלי החיים להימנע בקלות ממכשולים. באותו זמן, לא ניתן היה לזהות אותות קולי, כך שההנחות של המדען נותרו השערות.
עטלפים מכוונים את עצמם בחושך מוחלט בשל אולטראסאונד המשתקף ממשטחים.
בשנת 1880, הפיזיקאים פייר וז'אק קירי מצאו את זהגבישים מסוימים (לדוגמה, קוורץ) מסוגלים לזהות שדה חשמלי כאשר הם נתונים לפעולה מכנית. הודות לגילוי זה, נוצרו הגלאים האולטרסאונדים הראשונים - המרכיבים העיקריים של מכשירים שבפעם הראשונה אפשרו לקבל אות אולטרסאונד באופן טכני.
ציוד, מזכיר במעורפל המודרניתמכשירים רפואיים, נוצר רק בשנות החמישים. המנתח האנגלי ג'ון ג'וליאן וויילד מדד לראשונה את עובי דופן המעיים באולטרסאונד, פיתח חיישנים מיוחדים לאבחון, ומצא גם כי רקמה ממאירה משקפת גלי אולטרסאונד טוב יותר מאלה הבריאים. אב-הטיפוס של מכשיר האולטראסאונד המודרני, שבו החיישן נמצא ביד הרופא, הופיע בארצות הברית ב -1963 - מאותו רגע נכללו אולטראסאונד נרחב בתרגול הרפואי. כיום זוהי שיטת האבחון הכי נגישה ובטוחה ביותר, והיא משמשת בכל מקום כדי לחקור מחלות לב וכלי דם, מחלות אונקולוגיות, עבודה של מערכת העיכול ועוד.
בטיחות ואמינות - גילוי MRI
בשנת 1946, פליקס בלוך מסטנפורדאוניברסיטת ואדוארד פרסל מהרווארד גילו באופן עצמאי את תופעת התהודה המגנטית הגרעינית, שעליה זכו שניהם בפרס נובל לפיזיקה. מעטים יודעים שהמדען הראשון שהציע להשתמש בהדמיית תהודה מגנטית (MRI) לאבחון מחלות היה המדען הסובייטי ולדיסלב אלכסנדרוביץ' איבנוב.
למרות עובדה זו, תאריך הקמת ה-MRIמקובל בדרך כלל ששנת 1973 הייתה השנה שבה פרופסור לכימיה ורדיולוגיה פול לאוטרבור פרסם את המאמר "הדמיה באמצעות אינטראקציה מקומית מושרית" בכתב העת Nature; דוגמאות המבוססות על תהודה מגנטית." עבודה זו היוותה את הבסיס לאבחון MRI.
MRI מספק גזירת תמונות של איברים באמצעות תהודה מגנטית
מדען נוסף פיטר מנספילד השתפראלגוריתמים הדמיה מתמטית. מאוחר יותר, היתה דרך להשיג תמונות קצרות של איברים באמצעות תהודה מגנטית. במילים פשוטות, לדמיין את מצב האיברים הפנימיים ורקמות של אדם על ידי הצבתו בשדה מגנטי חזק. בשנת 2003, Lauterbur ו מנספילד זכו בפרס נובל בפיזיולוגיה ורפואה עבור גילוי זה.
אבחון 2-in-1: גילוי של שיטת PET / CT
בוצעה טומוגרפיה של פליטת פוזיטרון (PET).מסלול פיתוח ארוך משימוש במעבדה מדעית ועד ליישום בפרקטיקה הקלינית. הודות לתגליות חדשות בתחום זה בשנות ה-50, הצליחו הרופאים לראות את התפוצה של תרופה רדיו-פרמצבטית - תרכובת פעילה ביולוגית המסומנת באטום רדיואקטיבי - בגוף האדם.
אב הטיפוס הראשון של סורק PET הופיע ב-1952בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, אבל בעזרתו הרופאים קיבלו רק תמונה דו-ממדית אחת, ולא רצף שלהן. זאת בשל העובדה שלסורק היו שני גלאים בלבד, הממוקמים משמאל וימין לראשו של המטופל, והרזולוציה הייתה נמוכה. עם זאת, רגישות המכשיר עדיין הצליחה לזהות את הגידול.
תמונה שנבנתה על ידי שיטת תחזיות של עוצמת מקסימלית
ב שיפור נוסף של PET המשיך על שניכיוונים: מספר ומיקום חיישנים גדל, במקביל עם שיטות שפותחו זה עיבוד נתונים מתמטיים. בסוף שנות ה -70, סורקי PET החלו להיות בשימוש נרחב בתחום הקליני, ובשנות ה -90 המוקדמות, הציע אונקוסורג'ון, רודי אגלי מאוניברסיטת ג'נבה, להציב ציוד CT בפערים בין חיישני סורק ה- PET כדי לקבל מטבוליזם בגוף המטופל. כך הופיעו סורקי PET / CT המשולבים, המשמשים כיום במרפאות מודרניות ברחבי העולם.
חדשנות כאן ועכשיו
זה לקח רק חצי מאה לדמיין פנימההרפואה קפצה בהתפתחותה. סריקה מלאה של אדם בלחיצה אחת, את האפשרות של העברת תמונות על פני מרחק התייעצויות מרחוק עם מומחים אחרים - יכול וילהלם רונטגן או Lazzaro Spallanzani לחלום על זה? כיום, ההתפתחויות בתחום הרדיולוגיה נועדו לשפר את איכות ההדמיה, שכן תמונה ברורה מאפשרת לרופאים לערוך בדיקה מדויקת, לבצע את האבחנה הנכונה בפעם הראשונה ולקבוע במהירות טקטיקות טיפול נוספות. יתר על כן, טכנולוגיות מודרניות מסייעות להפוך מחקר חדש ותגליות פורצות דרך לא רק ברפואה, אלא גם בתחומים אחרים, למשל, בארכיאולוגיה ובנוירו-בלוגים.
CT סורק שמירה על בריאות ועזרה ארכיאולוגים
הלב הוא האיבר היחיד בגוףנמצא בתנועה מתמשכת. כאשר אנו מצלמים אובייקט בתנועה עם מצלמה, הוא יוצא מטושטש ולא ברור. אבל טומוגרפיה ממוחשבת מודרנית משמרת את בהירות התמונה. כיום, סורקי CT מאפשרים לבחון לא רק את הלב תוך שניות ספורות, אלא גם לקבל תמונות ברמת דיוק גבוהה של כלי דם, שלד העצם ואיברים נוספים.
מומחים פיליפס הלך עוד יותרלפני כמה שנים יצר את המחשב טומוגרפיה IQon ספקטרלי. מכשיר זה הפך את המערכת הראשונה בעולם שעובד על בסיס גלאי שכבה כפולה ייחודית. זה בו זמנית מבדיל פוטונים של קרינת רנטגן של רמות אנרגיה גבוהות ונמוכות, אשר מאפשר להשיג לא רק מידע אנטומי, אלא גם נתונים על הרכב הרקמות. זה עוזר לרופאים לקבל החלטות מושכלות יותר על טקטיקות נוספות של אבחון וטיפול של המטופל. לאחר ביצוע מחקר על CT ספקטרלי, רדיולוגים יכולים לנתח אובייקטים שאינם נבדלים על ידי סריקת CT קונבנציונאלי.
הסרגל הצידי
CT מסייע לא רק לערוך סקראלא גם פותחת את צעיף הסודות של התרבות וההיסטוריה העתיקה. לפני כמה שנים, הודות ליכולות הטומוגרפיה, מומחי פיליפס ומוזיאון הטבע הצליחו לבדוק את העבר לפני 66 מיליון שנה ולחקור את חוליות הזנב של הטירנוזאורוס רקס. ולפני כן, בסיועו של פיליפס CT, נערכו מחקרים על שרידי תושבי העיר פומפיי, שנהרסה במהלך התפרצות וולקנית קטסטרופלית בשנת 79 לספירה
גידול מתחת לאקדח: מה דיגיטלי PET / CT מסוגל
PET / CT משלב שני סוגים בבת אחתמחקר: טומוגרפיה ממוחשבת מעריכה את המבנה של הרקמות המעודדות ומסייעת לקבוע את מיקומן למילימטר, וטומוגרפיה פליטת פוזיטרונים יוצרת תמונות תלת-ממדיות מדויקות, המאפשרות לכם לראות את התהליכים המתרחשים ברקמות ובאיברים.
הסרגל הצידי
כיום, PET מאפשר לרופאים לזהותהגידולים הם בגודל של שלושה מילימטרים, ו-CT מסוגל לקבוע את מיקומו בדיוק מילימטר. שיטה זו הפכה למהפכה של ממש ברפואה: בעזרת PET/CT יכולים הרופאים לאבחן את המוח, לזהות מחלות הקשורות לגיל – מחלות אלצהיימר ופרקינסון וגם לזהות מחלות לב כלילית. בנוסף, PET/CT עוזר לזהות נוכחות של תאים סרטניים בשלבים המוקדמים ובמידת הצורך להתחיל טיפול מהיר.
בשיטה זו, המנתח יידע בדיוקאיפה הגידול, מהי הדינמיקה של התפתחותה, אשר תספק הזדמנות להסיר לחלוטין את זה מבלי להשפיע על איברים בריאים. כמו כן, מומחים יכולים להבין מהי הדרך הטובה ביותר לבצע טיפולי הקרנות כדי להרוג תאים סרטניים עם נזק מינימלי לרקמה בריאה. לאחרונה, מפתחי פיליפס הציגו את Vereos דיגיטלית מלאה PET / CT סורק לשוק הרוסי, אשר משתמשת גלאי דיגיטלי במקום מכפילי מסורתיים. המכשיר קולט גם מינון נמוך מאוד של קרינה, תוך שמירה על איכות תמונה גבוהה, שהיא בטוחה יותר עבור המטופל והרופא. הציוד מאפשר לך לשלוט בחשיפה לקרינה מבלי לאבד את איכות ההדמיה ולשמור על בהירות הדימויים אפילו בנוכחות שתלים.
מה חדש בתחום ה- MRI והיכן נירולינגוויסטיקה
אבחון MRI היום נחשב למדיהליך סטנדרטי שניתן לבצע במרכזים רפואיים רבים. אך מעטים יודעים ש-MRI הוא כלי רב ערך לא רק עבור רופאים, אלא גם עבור מומחים בתחום הנוירלינגוויסטיקה.
מה קורה בראש שלנו כשאנחנו שומעיםדיבור או משהו שאנחנו אומרים? כיצד לעזור לאנשים עם פתולוגיות דיבור? MRI מסייע לאנשי מקצוע "לראות" את השפה. לכן, מדענים ממעבדת ה- HSE של neurolinguistics משתמשים ב- MRI פונקציונלי כדי לחקור מבוגרים עם נגעים במוח שונים המשפיעים על תפקוד הדיבור. הודות לאבחון זה, אתה יכול לראות את האזור הפגוע, ואיך המוח בונה חדשים במקום קישורים שבורים. על פי נתוני ה- MRI, ניתן להבין היכן פונקציית הדיבור נעלמה. מדענים פיתחו גם לוקליזציה דיבור מיוחד: אנשים מבצעים משימה דיבור ב- MRI, בעזרתו נקבעת הפעילות של אזורי המוח. בהתבסס על הנתונים המתקבלים, נבחר הטיפול האופטימלי.
דוגמה נוספת של MRI היא לא פולשנית.הערכה של ריכוז של ברזל בגוף האדם. מחקר זה נערך על ידי מומחים ממכון המחקר. רוגצ'ב. ילדים הסובלים ממחלות דם מקבלים את זה מתורמים, אשר לאורך זמן מוביל הצטברות ברקמות של תרכובות המכילות ברזל - מוצרים התמוטטות של המוגלובין בדם. זה מוביל להפרות חמורות של תפקודי האיברים, למשל, בלב - עצירה פתאומית קרדיומיופתיה, בכבד - לשחמת, בלבלב - לסוכרת. בדרך כלל, בקרת הריכוז של ברזל נבדקת באמצעות ביופסיה כבד, אבל שיטה זו פולשנית והוא יכול להוביל לתוצאות חמורות. שיטות מודרניות של MRI לאפשר, ללא התערבות כירורגית, כדי להעריך את ריכוז הברזל ברקמות, אך עדיין נדרש מחקר נוסף כדי להציג את השיטה לתוך בפועל קליני.
קרדיומיופתיה- קבוצה הטרוגנית של מחלות שריר הלב,הקשורים לחוסר תפקוד מכאני או חשמלי, המתבטא בדרך כלל כהיפרטרופיה או התרחבות לא מתאימים. קרדיומיופתיה יכולה להשפיע רק על הלב בבידוד או להיות חלק ממחלה מערכתית כללית, שלעתים קרובות מובילה למוות קרדיווסקולרי או לנכות הנגרמת על ידי אי ספיקת לב מתקדמת.
ציוד אבחון רפואי עברדרך נהדרת ומשופרת בכל שנה, ומאפשרת לך לקבל תמונות טובות יותר. בחודש ספטמבר 2018, פיליפס מהפכה בתעשייה והציג את מכשיר ה- MRI הראשון באירופה עם מערכת קירור מהפכנית כדי להשיג את ההשפעה של מוליכות. שלא כמו מגנט קלאסי, אשר דורש יותר מ -1,500 ליטר של הליום נוזלי להתקרר, רק 7 ליטר של גז נוזלי זה מעורב המכשיר החדש. הליום נוזלי ממוקם במערכת בשלב הייצור, ולאחר מכן מגנט הוא אטום לחלוטין, אשר מבטלת את האפשרות של אידוי גז ומבטל את הצורך התדלוק הרגיל שלה. הסורק gelless הוא פשוט להתקנה ומאפשר לך להפחית באופן משמעותי את עלות הניתוח של המרפאה.
צעד אל העתיד: איזה תגליות שוות לחכות במאה XXI
עם התפתחות של טכנולוגיה משולבת דיגיטליתיכולות טלרדיולוגיה יגדלו בהדרגה. המהות של תחום זה מורכבת בחילופי תמונות אבחון ונתוני מטופל אחרים בתוך ומחוץ למרפאה למסקנה מרחוק או לקבלת חוות דעת מומחה שנייה. בעזרת מערכות teleradiological, ניתן לשפר את איכות וזמינות של טיפול רפואי לאוכלוסייה בכל מקום בעולם.
לעזרת הרופאים בניתוח ותיאור הרפואההתמונה באה בהדרגה בינה מלאכותית. AI מספק ניתוח מקיף של כל המידע זמין בתמונה, ובכך להפחית את הסיכון של השמטה בשוגג של הפתולוגיה שלא היה בתחום של נוף של מומחה. כמו כן, AI יפתור את הבעיה של איכות של תמונות רפואיות, כי זה יכול לבדוק באופן אוטומטי אם יש פגמים בתמונה. כתוצאה מכך, מספר הלימודים החוזרים מצטמצם, ומרפאות יכול להקצות באופן יעיל יותר את התקציב בשל כך. פיליפס כבר יש פתרון אב טיפוס דומה.
הסרגל הצידי
תנופה גדולה להתפתחות אבחון הקרנותתספק טכנולוגיית מציאות מוגברת. אחד מפתרונות פריצת הדרך הוא פיתוח ווקא, המאפשר לטראומה לראות עצמות פגומות בתוך המטופל במהלך הבדיקה והתכנון של הניתוח. בהתבסס על הנתונים שהתקבלו כתוצאה CT או MRI, מודלים 3D של איברים פגועים ורקמות נוצרים. המודלים שהתקבלו, כמו גם מודלים של שתלים וחישורים, נטענים על אוזניות המציאות המעורבת של Microsoft HoloLens לצורך עבודה נוספת של המנתח. זה מבטיח דיוק גבוהה של פעולות ושיקום מהיר של חולים גם לאחר פציעות קשות. רעיון דומה פותח על ידי מומחים של פיליפס יחד עם מיקרוסופט עבור HoloLens 2. הפתרון מאפשר העברת בזמן אמת של תמונות 2D לסביבה הולוגרפית תלת מימדי של מציאות מוגברת, אשר ניתן לשלוט בקלות אינטואיטיבי על ידי רופא. מושג זה תוכנן במיוחד עבור פעולות פולשניות מינימלי, שבו הדמיה מדויקת ומפורטת היא המפתח להליך מוצלח.
נתונים גדולים ישחקו תפקיד ענק. מצד אחד, הם מכילים מערכי מידע ענקיים על המטופלים, ולכן מאפשרים לכם לשמור יותר ידע על פתולוגיות קיימות. זה יתרום לאבחון מוקדם ומדויק יותר של מחלות לא רק, אלא גם נטייה שונים. מאידך גיסא, נתונים גדולים יסייעו ליצור ספריות של נתונים מבניים, שיאפשרו למדענים לקבל תשובה עוד לפני ביצוע מחקר יסודי ויקר: לדוגמה, האם יש לבחון את התיאוריה ולפתח אותה בפיתוח תרופה חדשה.
אלה 4 כדורים הם היבטים מרכזיים של רדיאליאבחון שיהפוך את עולם אבחון הקרנות ויפתח הזדמנויות חדשות לרופאים במאבק נגד המחלות הרציניות ביותר של המאה העשרים ואחת.