放射線診断の技術はどうやって
放射線診断の歴史の出発点は
ヴィルヘルムコンラッドX線- ヴュルツブルク大学出身のドイツの物理学者。生涯、ホーエンハイム、ストラスブール、ギーセン、ミュンヘンで物理学の教授としても働いた。物理学史上初のノーベル賞受賞者（1901年）。
X線は圧電と結晶の焦電特性は、結晶内の電気的および光学的現象の関係を確立し、磁気に関する研究を行った。それはHendrik Lorentzの電子理論の基礎の1つとして役立った。
しかし、X線の主な発見はX線でした、彼はすでに50歳の時に発見しました。工業会社の代表者は、発明を使用するための権利の交渉的購入の提案で科学者に繰り返し接近しました。しかし、レントゲン氏は自分の研究が収入源であるとは考えていなかったので、この発見の特許を拒否した。
悪皮肉のため - 科学者の発明が活発に使用されている現代の診断において、X線は癌で亡くなりました。
いくつかのドイツ企業が取り組んでいるX 線管の作成が必要でしたが、価格が高すぎたため、多くの診療所にはこの装置を購入する余裕がありませんでした。 1918 年、フィリップスは最初の医療用 X 線管を開発しました。これにより結核との闘いに画期的な進歩がもたらされ、医師が結核の蔓延を制御できるようになりました。 X 線の動作原理は長年にわたって変わっていません。X 線管が発生する放射線は人体を通過して検出器に当たります。組織が異なれば X 線の透過または遮断の仕方も異なり、その結果、画像が形成されます。
ヴィルヘルムコンラッドX線
1932年には、オランダ軍の医師を含む、使用されていたX線装置の軽量版。すでに1939年までに、10万台が発売されました。手頃な価格でX線管が世界中の医療機関に届けられるようになり、X線に関する知識の普及が最初のCTスキャナーの作成に影響を与えました。
コウモリはどのように医者を助けましたか
超音波の歴史は 18 世紀に始まりました。イタリアの物理学者で博物学者のラザロ・スパランツァーニは、コウモリが完全な暗闇の中で移動できる能力に注目を集めた。科学者は経験的に、視力の欠如があってもこれに影響を与えないことを発見しました。しかし、耳に詰まった耳垢のせいで、夜行性動物は宇宙での方向性を失うことになった。スパランツァーニ氏は、コウモリは人間には聞こえない特定の音を発し、それが表面に反射して動物が障害物を容易に避けるのに役立っているのではないかと示唆した。当時、超音波信号は検出できなかったため、科学者の仮定は仮説のままでした。
コウモリは、表面から反射された超音波により、完全に暗闇の中で向きを変えます。
1880年、物理学者のピエール・キュリーとジャック・キュリーは次のことを発見した。一部の結晶 (水晶など) は、機械的作用を受けると電場を認識できます。この発見のおかげで、最初の超音波検出器が作成されました。これは、初めて超音波信号を技術的に受信することを可能にしたデバイスの主要な要素です。
漠然と現代を彷彿とさせる機器医療機器は、1950年代にのみ作成されました。イギリスの外科医ジョン・ジュリアン・ワイルドは最初に腸壁の厚さを超音波で測定し、診断用の特別なセンサーを開発し、そして悪性組織が超音波を健康なものよりよく反射することを発見しました。センサーが医師の手に渡る最新の超音波装置のプロトタイプは、1963年に米国で登場しました - それ以来、超音波は医療行為に広く含まれていました。今日では、最も利用しやすく安全な診断方法であり、心臓血管系疾患、腫瘍性疾患、消化管の働きなどを研究するためにいたるところで使用されています。
安全性と信頼性 - MRIの発見
1946年、スタンフォード大学のフェリックス・ブロックハーバード大学とエドワード・パーセルは独自に核磁気共鳴現象を発見し、両者ともノーベル物理学賞を受賞しました。 1960 年に病気の診断に磁気共鳴画像法 (MRI) の使用を提案した最初の科学者がソ連の科学者ウラジスラフ アレクサンドロヴィチ イワノフだったことを知る人はほとんどいません。
この事実にもかかわらず、MRI の設立日は1973 年は、化学放射線学教授の Paul Lauterbur が Nature 誌に「Imaging by Induced Local Interaction」という論文を発表した年であると一般に受け入れられています。磁気共鳴に基づく例。」この研究は MRI 診断の基礎を形成しました。
MRIは磁気共鳴を使用して臓器のカットスルー画像を提供します
別の科学者ピーターマンスフィールドが向上数学的イメージングアルゴリズム。後で、磁気共鳴を使用して臓器のショートカット画像を取得する方法がありました。簡単に言えば、それを強い磁場の中に置くことによって人の内臓や組織の状態を視覚化します。 2003年に、ローターバーとマンスフィールドはこの発見でノーベル生理学・医学賞を受賞しました。
2-in-1診断：PET / CT法の発見
陽電子放射断層撮影法（PET）を実施しました科学研究室での使用から臨床現場での実装までには長い開発過程があります。 50 年代のこの分野の新しい発見のおかげで、医師は放射性医薬品 (放射性原子で標識された生物学的に活性な化合物) の人体内の分布を確認できるようになりました。
PET スキャナの最初のプロトタイプは 1952 年に登場しました。マサチューセッツ総合病院では、その助けを借りて医師たちが受け取ったのは 1 枚の 2 次元画像だけであり、一連の画像ではありませんでした。これは、スキャナーには患者の頭の左右に 2 つの検出器しかなく、解像度が低かったためです。しかし、装置の感度は依然として腫瘍を検出できました。
最大強度の投影法によって構築された画像
PETのさらなる改良では2に行きました方向性：この開発された数学的データ処理方法と並行して、センサーの数と位置が増加した。 1970年代後半、PETスキャナーが臨床現場で広く使用されるようになり、90年代初頭に、腫瘍外科医のジュネーブ大学のRudi Egeli氏は、CTスキャナーセンサー間の隙間にCT装置を設置しそして患者の体内の代謝。このようにして、現在世界中の現代診療所で使用されているPET / CT複合スキャナーが登場しました。
ここと今のイノベーション
視覚化するのに必要な時間はわずか半世紀でした。医学はその発展に躍進しました。ワンクリックでの人のフルスキャン、遠くへの画像転送の可能性、他の専門家との遠隔相談 - Wilhelm RoentgenまたはLazzaro Spallanzaniはこれを夢見ることができますか？今日、放射線医学の分野における開発は、可視化の質の向上を目的としています。なぜなら、鮮明な画像により医師は正確な検査を行い、最初に正しい診断を行い、さらなる治療戦略を迅速に決定できるからです。さらに、現代の技術は、医学だけでなく、考古学や神経言語学などの他の分野でも、新しい研究や飛躍的な発見をするのに役立ちます。
健康を守り、考古学者を助けるCTスキャナー
心臓は体の中で唯一、継続的に動いている。動いている物体をカメラで撮影すると、物体がぼやけて不鮮明になってしまいます。しかし、最新のコンピューター断層撮影法では画像の鮮明さが保たれています。現在、CT スキャナーを使用すると、心臓だけでなく、血管、骨骨格、その他の臓器の高精度画像を数秒で取得することができます。
フィリップスのスペシャリストはさらに進んで数年前にスペクトルコンピュータ断層撮影装置IQonを作成しました。この装置は、独自の2層検出器に基づいて動作する世界初のシステムとなりました。それは同時に高エネルギーレベルおよび低エネルギーレベルのＸ線放射の光子を区別し、それは解剖学的情報だけでなく組織の組成に関するデータも得ることを可能にする。これは、医師が患者の診断および治療のさらなる戦術についてより情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。スペクトルCTの研究を行った後、放射線科医は従来のCTスキャンでは区別できない対象を分析することができます。
サイドバー
CTは調査を実施するのに役立つだけでなく人間だけでなく、古代の文化や歴史の秘密のベールを開きます。数年前、トモグラフィ機能のおかげで、フィリップスとナチュラリス美術館のスペシャリストは、過去6千6百万年前のことを調べ、レックスレックスの尾椎を調べました。そしてその前に、Philips CTの助けを借りて、西暦79年に壊滅的な火山噴火の間に破壊されたポンペイ市の住民の遺跡について研究が行われました。
銃の下の腫瘍：どんなデジタルPET / CTが可能であるか
PET / CTは一度に2つのタイプを組み合わせます研究：コンピューター断層撮影は修正された組織の構造を評価し、ミリメートルまでの位置を決定するのに役立ちます。そしてポジトロン放出断層撮影は組織と臓器で起こる過程を見ることを可能にする高精度三次元画像を作成します。
サイドバー
現在、PET により医師は腫瘍の大きさは 3 ミリメートルからであり、CT はミリメートルの精度で腫瘍の位置を特定できます。この方法は医学における真の革命となりました。PET/CT の助けを借りて、医師は脳を診断し、アルツハイマー病やパーキンソン病などの加齢に伴う病気を特定し、冠状動脈性心疾患も認識することができます。さらに、PET/CT はがん細胞の存在を初期段階で検出し、必要に応じて迅速に治療を開始するのに役立ちます。
この方法では、外科医は正確に知っているでしょうどこに腫瘍があり、何がその発生の原動力であり、それは健康な臓器に影響を及ぼすことなくそれを完全に除去する機会を提供するでしょう。また、専門家は、健康な組織へのダメージを最小限に抑えながらがん細胞を死滅させるための放射線療法の実施方法を理解することができます。最近、フィリップスの開発者はロシアの市場にVereosフルデジタルPET / CTスキャナーを導入しました。そして、それは伝統的な光電子増倍管の代わりにデジタル検出器を使います。この装置は、高画質を維持しながら非常に低い線量の放射線でさえも捕らえます。それは患者と医師にとってより安全です。この装置を使用すると、視覚化品質を損なうことなく放射線被ばくを制御し、インプラントがあっても画像の鮮明さを維持することができます。
MRI分野の新機能と神経言語学はどこにあるか
今日の MRI 診断は非常に優れていると考えられていますこれは多くの医療センターで実施できる標準的な処置です。しかし、MRI が医師だけでなく、神経言語学の分野の専門家にとっても貴重なツールであることを知っている人はほとんどいません。
聞いたときに私たちの頭の中で何が起こるかスピーチや私たちが言う何か？音声病理を持つ人々をどのように助けるのですか？ MRIは専門家が言語を「見る」のを助けます。そのため、神経言語学のHSE研究室の科学者は、機能的MRIを使用して、言語機能に影響を与えるさまざまな脳病変を有する成人を研究しています。この診断のおかげで、あなたはダメージを受けた領域、そして壊れたリンクの代わりにどのようにして脳が新しいものを作るかを見ることができます。 ＭＲＩデータによれば、音声機能がどこに行ったのかを理解することができる。科学者たちは特別な音声ローカライザーも開発しました。人々はMRIで音声タスクを実行し、それを使って脳の領域の活動が決定されます。得られたデータに基づいて、最適な治療法が選択されます。
ＭＲＩの他の例は非侵襲的である。人体の鉄濃度の評価。この研究は研究所の専門家によって行われました。ロガチョフ。血液疾患を患っている子供たちはドナーからそれを受け取り、それは時間が経つにつれて鉄含有化合物 - 血液ヘモグロビンの分解生成物 - の組織への蓄積をもたらします。これは臓器の機能の重大な侵害、例えば心臓の中で - 突然の停止および心筋症のために - 肝臓の中で - 肝硬変のために、 - 膵臓の中で - 糖尿病へと導く。通常、鉄の濃度の管理は肝臓の生検を用いてチェックされますが、この方法は侵襲的で深刻な結果を招く可能性があります。現代のＭＲＩ法は、外科的介入なしに、組織中の鉄の濃度を評価することを可能にする；しかしながら、この方法を臨床診療に導入するためにはさらなる研究が依然として必要とされている。
心筋症- 異種の心筋疾患群、機械的または電気的機能不全に関連しており、通常は不適切な肥大または拡張として現れます。心筋症は、心臓のみに単独で影響を与える場合もあれば、全身性疾患の一部として発生する場合もあり、多くの場合、進行性心不全による心血管死や障害につながります。
医療診断機器合格あなたはより良い画像を得ることを可能にし、素晴らしい方法と毎年改良されています。 2018年9月、フィリップスは業界に革命を起こし、超伝導の効果を達成するための革新的な冷却システムを備えたヨーロッパで最初のMRI装置を発表しました。冷却に1,500リットル以上の液体ヘリウムを必要とする古典的な磁石とは異なり、この液化ガスの7リットルだけが新しい装置に含まれています。製造段階で液体ヘリウムがシステム内に配置され、その後磁石が完全に密閉されます。これにより、ガスが蒸発する可能性がなくなり、定期的な燃料補給が不要になります。ゲルレススキャナーは設置が簡単で、診療所の運営コストを大幅に削減することができます。
未来へのステップ：XXI世紀の発見が待つ価値のあること
デジタル統合技術の発展とともに遠隔放射線学の能力は徐々に拡大するでしょう。この分野の本質は、遠隔で結論を下すため、または第二の専門家の意見を得るために診療所の内外で診断画像および他の患者データを交換することにある。遠隔放射線システムの助けを借りて、世界のどこへでも人口の医療の質と利用可能性を改善することが可能です。
医療の分析と説明における医師の助けに画像は徐々に人工知能をもたらします。 AIはスナップショットで利用可能なすべての情報の包括的な分析を提供し、それによって専門家の視野にはない病理学の偶然の省略のリスクを減らします。また、AIは、画像に欠陥があるかどうかを自動的に確認できるため、医用画像の品質の問題を解決します。これにより、繰り返し行われる研究の数が減り、診療所はより効果的に予算を割り当てることができます。フィリップスはすでに同様のプロトタイプソリューションを持っています。
サイドバー
放射線診断の発展への大きな推進力拡張現実感技術を提供します。そのような画期的な解決策の1つは、手術の検査および計画段階で、外傷医が患者の体内の損傷した骨を見ることができるVokaの開発です。 CTまたはMRIの結果として得られたデータに基づいて、損傷した臓器および組織の3Dモデルが作成されます。得られたモデルは、インプラントやスポークのモデルと同様に、Microsoft HoloLensの複合現実感ヘッドセットにロードされ、外科医のさらなる作業に役立てられます。これにより、重度の怪我の後でも、高精度の操作と患者の迅速なリハビリが保証されます。 HoloLens 2のためにマイクロソフトと一緒にフィリップスのスペシャリストによって同様の概念が開発されました。このソリューションは、拡張現実の3次元ホログラフィック環境への2D画像のリアルタイム転送を可能にします。この概念は、正確で詳細な視覚化が成功した手順の鍵となる最小侵襲手術用に特別に設計されています。
ビッグデータは大きな役割を果たします。 一方では、それらは患者に関する膨大な数の情報を含んでいます、そしてそれ故にあなたが既存の病理学についてのより多くの知識を保存することを可能にします。これは病気だけでなく様々な素因のより早くより正確な診断に貢献するでしょう。一方、ビッグデータは構造データのライブラリを作成するのに役立ちます。これにより、基礎的で高価な研究を行う前でも科学者は答えを得ることができます。たとえば、新薬開発における理論の検証と開発など。
これら4つの球は放射状の重要な側面です21世紀の最も深刻な病気との戦いでさえも、放射線診断の世界を変え、医師に新たな機会を切り開くでしょう。